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探討特斯拉計(jì)誤差的表示方式

更新時(shí)間:2016-04-23   點(diǎn)擊次數(shù):1767次
用戶們都想買到質(zhì)量穩(wěn)定可靠、測(cè)量準(zhǔn)確、價(jià)格又便宜的特斯拉計(jì)(高斯計(jì))。但是由于國(guó)內(nèi)外對(duì)該產(chǎn)品準(zhǔn)確度的表示方式多種多樣,測(cè)量磁場(chǎng)的實(shí)際準(zhǔn)確度(相對(duì)誤差)與儀器所標(biāo)明的準(zhǔn)確度可能不一樣。如果選擇不當(dāng),往往花錢(qián)不少,卻未必能買到真正合意的儀器。特斯拉計(jì)是一種磁場(chǎng)計(jì)量?jī)x器。任何計(jì)量?jī)x器都有測(cè)量誤差,下面我們就來(lái)分析一下在這多種誤差的表示方式中。
目前,我們所見(jiàn)到的表示特斯拉計(jì)(高斯計(jì))準(zhǔn)確度指標(biāo)的方法有以下幾種:
(1)采用引用誤差表示  目前指針式特斯拉計(jì)(高斯計(jì))都采用這種方法表示誤差。只有當(dāng)指針指在滿度時(shí),引用誤差才與相對(duì)誤差一致。如果指針處于半滿度時(shí),讀數(shù)的相對(duì)誤差將是引用誤差的2倍。如果僅偏轉(zhuǎn)到滿度的1/5,實(shí)際的相對(duì)誤差將達(dá)到引用誤差的5倍。譬如一臺(tái)引用誤差為1%的表,在100mT量程內(nèi)的誤差為1mT。當(dāng)測(cè)100mT(滿度)磁場(chǎng)時(shí),1mT的誤差為測(cè)量值的1%。若在此量程內(nèi)測(cè)20mT的磁場(chǎng),則1mT的誤差就是測(cè)量值(20mT)的1/20,即5%。所以指針式儀表分的量程越細(xì)越好,盡可能使指針在較大的偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。有些廠家的數(shù)字式特斯拉計(jì)也采用引用誤差來(lái)表示準(zhǔn)確度。由于絕大多數(shù)數(shù)字表量程都是按10倍率遞增的,一旦被測(cè)磁場(chǎng)剛剛高于低量程,不得不換為大量程測(cè)試時(shí),顯示數(shù)僅僅是滿量程的1/10。這時(shí)的相對(duì)誤差將可能是引用誤差的10倍。例如某高斯計(jì)名義準(zhǔn)確度標(biāo)為0.5%(FS),在200mT量程時(shí),允許的誤差應(yīng)為1mT,若此時(shí)測(cè)20.1mT磁場(chǎng)的誤差也是1mT,相對(duì)誤差則是5%。這類用引用誤差表示準(zhǔn)確度的數(shù)字式表往往給你的印象挺準(zhǔn)確,殊不知準(zhǔn)確的范圍是有限的。
(2)采用讀數(shù)誤差+滿度誤差來(lái)表示 在特斯拉計(jì)檢定規(guī)程(JJG242-95)與霍爾效應(yīng)磁強(qiáng)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB/T9296—1999)中,都規(guī)定了數(shù)字式特斯拉計(jì)的準(zhǔn)確度應(yīng)以±A%(讀數(shù))±B%(滿度)兩項(xiàng)之和來(lái)表示,第二項(xiàng)也可以表示為有多少個(gè)顯示的單位數(shù)(個(gè)字、字、digit、d)。如果換算成單項(xiàng)誤差應(yīng)表示為:±(|A|+|B|×滿度∕讀數(shù))%。準(zhǔn)確度的*項(xiàng)反映了測(cè)量中任意示值的相對(duì)誤差,是主要的誤差。第二項(xiàng)是由于數(shù)字儀表的工作原理,在A/D轉(zhuǎn)換、采樣與計(jì)數(shù)過(guò)程中產(chǎn)生的量化誤差,一般于末位的1——2個(gè)數(shù)碼,對(duì)于3?位表約為滿度的0.1%。對(duì)于4?位表約為滿度的0.01%。又如一臺(tái)準(zhǔn)確度標(biāo)為±1%(讀數(shù))±0.01%(滿度)的4?位數(shù)字式高斯計(jì),在滿度時(shí)相對(duì)誤差為:±1.01%,在1/10量程處的相對(duì)誤差為:±(1+0.01×10)%=±1.1%。這種表比前述用引用誤差表示為0.5%的表在很大范圍內(nèi)的實(shí)際準(zhǔn)確度還要高,可見(jiàn)它在全量程范圍內(nèi)相對(duì)誤差起伏不大,對(duì)使用者zui為有利。
(3)采用儀器誤差與探頭非線性度分別表示霍爾效應(yīng)特斯拉計(jì)與其他儀表不同之處在于它是由測(cè)量?jī)x表和霍爾探頭兩部分組成,測(cè)量?jī)x表有誤差而探頭有非線性,數(shù)字式特斯拉計(jì)大多是測(cè)量?jī)x表部分準(zhǔn)確度很高而探頭的線性度卻較差。有些國(guó)外的特斯拉計(jì)采用這種方法表示準(zhǔn)確度,我國(guó)特斯拉計(jì)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也允許用此方法表示,如某3?位數(shù)字特斯拉計(jì)準(zhǔn)確度表示為(±0.2%±1個(gè)字)+探頭的誤差,前者表示清楚的僅僅是測(cè)量部分的準(zhǔn)確度,給人印象深刻,若不注意后者的誤差,就更容易產(chǎn)生該表準(zhǔn)確度高的錯(cuò)覺(jué)。一旦到計(jì)量部門(mén)復(fù)檢時(shí),才發(fā)現(xiàn)實(shí)際誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.2%。遇到這種特斯拉計(jì)一定要把探頭的相對(duì)誤差形式的線性度指標(biāo)搞清楚再作定奪。
(4)有些特斯拉計(jì)的制造企業(yè),在自己的產(chǎn)品介紹中不注明準(zhǔn)確度的表示方法,僅僅有一個(gè)準(zhǔn)確度(也有自稱精度的:如0.2%、0.5%)值,或表示成一種誤差范圍(1——2%、0.2——0.5%)。對(duì)于這種不清楚的介紹應(yīng)作進(jìn)一步了解。 由于霍爾探頭存在非線性,對(duì)于多量程儀表,允許各量程可以有不同的準(zhǔn)確度等級(jí);也可以標(biāo)明不同的測(cè)量范圍有不同的測(cè)量準(zhǔn)確度。無(wú)論用什么方法來(lái)表示,尤其名義準(zhǔn)確度高〔指≤│0.5%│(讀數(shù))〕的特斯拉計(jì)。制造者是應(yīng)該表示清楚的。
(5)如果您需要的特斯拉計(jì)有一定的性,測(cè)量有限范圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度(如1——10mT、100——500mT、0.8——1.2T……),不妨在訂貨時(shí),要求在你所需磁場(chǎng)范圍內(nèi)重點(diǎn)校準(zhǔn)。這樣即使探頭的非線性大一些,zui終在您實(shí)際需要的工作范圍內(nèi)也能獲得較高的準(zhǔn)確度。