測量設備的質(zhì)量通常通過一個簡單的問題進行評估：測量有多準確？盡管這個問題看起來似乎很簡單，但答案可能并非總是如此。選擇合適的測量儀器儀表需要了解導致測量不確定性的因素。這反過來有助于了解技術(shù)規(guī)范中說明以及未說明的信息。

測量性能由其動態(tài)特性（測量范圍、響應時間）、準確度（可重復性、精準度和靈敏度）以及穩(wěn)定性（對老化和惡劣環(huán)境的耐受度）定義。其中，準確度通常被認為是重要的特性，也是難zhi定的特性之一。

靈敏度和準確度

測量輸出的變化與標準值的變化之間的關(guān)系稱為靈敏度。理想情況下，此關(guān)系是wan全線性的，但在實際中，測量都涉及一些瑕疵或不確定性。

Figure 1: Repeatability

Figure 1: 測量值與標準值的一致性通常簡稱為“準確度"，但這是一個有點模糊的術(shù)語。zhi定的準確度通常包括可重復性，這是指儀表在恒定條件下重復進行測量時提供相似結(jié)果的能力（圖 1）。不過，它可能包括也可能不包括濕滯、溫漂系數(shù)、非線性和長期穩(wěn)定性。單獨的可重復性通常是測量不確定性的次要來源，如果準確度不包括其他不確定性，則實際測量性能可能會給人留下錯誤的印象。

Figure 2: Transfer Function

Figure 2: 測量值和已知標準之間的關(guān)系通常被稱為傳遞函數(shù)（圖 2）。調(diào)整測量值時，根據(jù)已知校準標準，小范圍調(diào)整測量值，對測量值和校準標準值之間的關(guān)系進行微調(diào)。理想情況下傳遞函數(shù)在整個測量范圍內(nèi)是wan全線性的。但在實際中，大多數(shù)測量都涉及靈敏度的某些變化，具體情況取決于被測對象的量級。

Figure 3: Non-linearity

Figure 3: 這種類型的瑕疵被稱為非線性。（圖 3）當處于測量范圍的極限值時，這種瑕疵帶來的影響通常會加重。因此檢查準確度指標是否包含非線性以及是否為整個測量范圍zhi定了準確度將會很有用。如果沒有，則有理由懷疑極限值附近的測量準確度。

Figure 4: Hysteresis

Figure 4: 濕滯是指測量靈敏度的變化，它取決于測量變量變化的方向。（圖 4）對于與水分子牢固結(jié)合的材料制成的某些濕度傳感器，這可能是產(chǎn)生測量不確定性的重要原因。如果zhi定的準確度未指示是否包含濕滯，則對應的測量不確定性來源將處于未zhi定狀態(tài)。此外，如果僅在一個方向執(zhí)行校準過程，則在校準期間將看不到濕滯效應，如果從技術(shù)規(guī)格中省略了濕滯，則無法知道測量中的濕滯水平。維薩拉薄膜聚合物傳感器的濕滯可忽略不計，并且zhi定的準確度始終包含該濕滯。

溫度和壓力等環(huán)境條件也會影響測量的準確度。如果未zhi定溫漂系數(shù)，并且操作溫度發(fā)生了顯著變化，則可能會影響可重復性?？梢葬槍φ麄€操作溫度范圍提供技術(shù)要求，也可以針對特定、有限或“典型"的操作范圍來提供。以這種方式表示的技術(shù)規(guī)范不適用于其他溫度范圍。

穩(wěn)定性和選擇性

由于老化，測量設備的靈敏度可能會隨時間而變化。在某些情況下，化學品或其他環(huán)境因素的干擾可能會加速這一效應。如果未zhi定長期穩(wěn)定性，或者制造商無法建議典型校準間隔，則該技術(shù)規(guī)格實際上僅表示校準時的準確度。靈敏度的緩慢變化（有時稱為漂移或蠕變）是有害的，因為它可能難以觀察，并可能在控制系統(tǒng)中引起潛在問題。

選擇性的定義是指儀器儀表對實際被測對象以外的因素變化的不敏感性。例如，在包含某些化學品的大氣中執(zhí)行的濕度測量可能會受到影響，影響測量的實際上是化學品。這種影響可能是可逆的，也可能是不可逆的。對某些化學品的響應可能非常緩慢，對化學品的這種交叉敏感性很容易與漂移混淆。具有良好選擇性的儀表不受實際被測對象以外的其他因素變化的影響。

校準和不確定度

如果測量讀數(shù)偏離標準參考值，則可以調(diào)整儀表的靈敏度。這種行為稱為調(diào)整。對于單點上進行的調(diào)整可稱為零點調(diào)整；兩點調(diào)整是針對偏移和增益（靈敏度）進行的線性校正。如果必須在幾個點上調(diào)整測量，這可能表明測量中的線性度很差，必須通過非線性多點校正進行補償。此外，如果調(diào)整點與校準點相同，則調(diào)整點之間的測量質(zhì)量仍將是未經(jīng)驗證的。

儀表經(jīng)過調(diào)整后，將進行校準以驗證其準確度。校準有時會與調(diào)整相混淆，前者是指將測量值與已知的標準參考值（稱為工作標準）進行比較。工作標準是可溯源性鏈中的第一個要素，這種基本標準是以后一系列校準和參考標準的基礎。鑒于根據(jù)特定參考校準的許多儀器彼此之間可能都是準確的（高精度），如果未zhi定校準不確定性，則無法驗證相對于主要標準的絕對準確度。

校準的可溯源性是指主要標準之前的測量、參考和相關(guān)不確定性鏈是已知的，并且有專業(yè)文獻參考。這樣便可以計算校準參考的不確定性并確表儀器的準確度。

什么是“足夠準確"？

選擇測量儀表時，必需要考慮所需的準確度水平。例如，在標準通風控制應用中，會調(diào)整相對濕度以提高人體舒適度，在這種情況下，±5 %RH 是可以接受的。但是，在冷卻塔控制這樣的應用中，需要更精確的控制和更小的裕度以提高操作效率。

當將測量值用作控制信號時，可重復性和長期穩(wěn)定性（精度）很重要，但相對于可溯源參考的絕對準確度則不那么重要。在動態(tài)過程中尤其如此。動態(tài)過程中的溫度和濕度變化很大，此時至關(guān)重要的是測量的穩(wěn)定性而不是絕對準確度。

另一方面，例如，如果測量的目的是驗證某個實驗室內(nèi)部的測試條件是否與其他實驗室具有可比性，則校準的絕對準確度和可溯源性至關(guān)重要。有關(guān)此準確度要求的示例，請參見標準《TAPPI/ANSI T402 – 紙張、紙板、紙漿手抄紙和相關(guān)產(chǎn)品的標準調(diào)節(jié)和測試環(huán)境》，其中將紙張測試實驗室中的測試條件規(guī)定為 23 ±1.0 °C 和 50 ±2 %RH。1.5 %RH，但校準不確定性為 ±1.6 %RH，則相對于主要校準標準的總不確定性將超過技術(shù)規(guī)范，所進行的分析（在很大程度上取決于測試設施內(nèi)的環(huán)境濕度）將沒有可比性，并且將無法確認分析是在標準條件下進行的。

只有準確度規(guī)格而沒有校準參考標準的不確定性信息等同于未定義儀表的絕對準確度。

維薩拉以提供基于國際標準、科學測試方法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)的專業(yè)技術(shù)規(guī)格而倍感自豪。對于客戶而言，這意味著他們可憑借全面而可靠的信息做出正確的產(chǎn)品選擇。

圖5： 三種不同品牌的高精度濕度變送器規(guī)格精度信息對比

選擇儀表時要問的問題

●zhi定的準確度是否包括可能的不確定性：可重復性、非線性、濕滯和長期穩(wěn)定性？

●zhi定的準確度是否覆蓋整個測量范圍，或者準確度規(guī)格的范圍是否有限制？技術(shù)規(guī)格中是否給出了溫漂系數(shù)，或者準確度規(guī)格中是否定義了溫度范圍？

●制造商是否能夠提供適當?shù)男首C書？證書中是否包括有關(guān)校準方法、使用的參考和專業(yè)計算參考不確定性的信息？證書是否包括一個或兩個以上的校準點，是否覆蓋整個測量范圍？

●是否給出了校準間隔建議，或者準確度規(guī)格中是否包括長期穩(wěn)定性？預期操作環(huán)境中需要什么水平的選擇性？制造商是否能夠提供儀表對預期環(huán)境和應用的適用性的相關(guān)信息或參考？