第四节测量仪器及其特性
测量仪器及其特性
1.测量仪器（计量器具）
2.测量仪器的特征
知识点一：测量仪器（计量器具）
（一）测量仪器及其作用
1．测量仪器的概念（特点）
测量仪器又称计量器具，是指“单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。

”。

它是用来测量并能得到被测对象量值的一种技术工具或装置。

为了达到测量的预定要求，测量仪器必须具有符合规范要求的计量学特性，特别是测量仪器的准确度必须符合规定要求。

例题：单独地或同辅助设备一起用以进行测量的器具在计量学术语中称为____。

a．测量仪器
b . 测量链
c．计量器具
d．测量传感器
答案：ac
2、测量仪器的特点
(1)用于测量，目的是为了获得被测对象量值的大小。

(2)具有多种形式，它可以单独地或连同辅助设备一起使用。

(3)测量仪器本身是一种器具或一种技术装置，是一种实物。

测量仪器是用于测量目的的所有器具或装置的统称，我国习惯统称为计量器具。

3．测量仪器的作用
（1）测量是为了获得被测量值的大小，而得到被测量值的大小是通过计量器具来实现的，所以计量器具是人们从事测量获得测量结果的重要手段和工具，它是测量的基础，是从事测量的重要条件。

（2）计量器具又是复现单位、实现量值传递和量值溯源的重要手段。

为实现计量单位统一和量值的准确可靠，必须建立相应的计量基准、计量标准和工作用计量器具；并通过检定和校准来实现测量的统一，实现测量的准确性、一致性，这一任务正是通过各级计量器具进行量值的传递和溯源来完成的。

（3）计量器具又是实施计量法制管理的重要工具和手段。

国家计量法规对用于贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测四个方面且列入强检目录的工作计量器具实施强制检定，这些强检计量器具既是实施法制管理的对象，又是为维护国家和人民利益提供服务的重要手段，正是通过这些计量器具量值的准确可靠，使广大人民群众免受不准确、不诚实测量带来的危害。

（4）计量器具又是开展科学研究、从事生产活动不可缺少的重要工具和手段。

（二）实物量具、测量系统和测量设备
例题：实物量具是（）。

a．使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的计量器具b．能将输入量转化为输出量的计量器具
c．能指示被测量值的计量器具
d．结构上一般有测量机构，是一种被动式计量器具
答案：a. 本题考核的是实物量具的含义。

例题：下列计量器具中，（）属于实物量具。

a. 流量计
b. 标准信号发生器
c. 砝码
d. 秤
答案：bc
【案例】考评员在考核某研究所的综合管理部门时，问其中的管理人员小李：“你看以下计量器具中，哪些是实物量具？(1)钢卷尺(2)台秤(3)注射器(4)热电偶(5)电阻箱(6)卡尺(7)铁路计量油罐车(8)电能表。

”小李回答：“我认为其中1、3、4、6是实物量具。

”又问另一位管理人员：“你认为他的回答对吗？”管理人员回答：“说不上来。

”
【问题】什么是实物量具？
【案例分析】依据jjf1001-1998《通用计量术语及定义》中6.2条规定，实物量具是指“使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的量具。

”实物量具本身直接复现或提供了量值，实物量具的示值就是其标称值。

上题中除(2)台秤、(4)热电偶、(6)卡尺和(8)电能表不是实物量具外，其他都属于实物量具。

卡尺虽然习惯上称之为“通用量具”，但按定义它并不是实物量具，而是一种指示式测量仪器。

2、测量系统
3．测量设备
（三）测量仪器的分类
测量仪器按其结构、功能、作用、性质或不同专业，具有很多的分类方法。

测量仪器按其结构和功能特点可分为以下六类。

（四）测量链、测量传感器、检测器、敏感器
1、测量链
测量链是指“从敏感器到输出单元构成的单一信号通道测量系统中的单元系列”。

具体地说，是测量仪器或测量系统从测量信号输入到输出所形成的一个通道，这一通道由一系列单元组成。

2、测量传感器
有时提供与输入量有给定关系的输出量的器件，并不直接作用于被测量，而是测量仪器的通道中间的某个坏节，或是测量仪器本身内部的某一部件，则这种器件亦称为测量变换器；如输入和输出为同种量，亦称为测量放大器；输出量为标准信号的传感器通常也称为变送器，如温度变送器、压力变送器、流量变送器等。

例题：测量传感器是指____。

a．一种指示式计量器具
b．输入和输出为同种量的仪器
c．提供与输入量有确定关系的输出量的器件
d．通过转换得到的指示值或等效信息的仪器
答案：c
3．检测器
检测器是指“当超过关联量的阈值时，指示存在某现象、物体或物质的装置或物质”。

检测器的用途是为了指示某个现象物体或物质是否存在，即反映该现象物体或物质的某特定量是否存在，或者是为了确定该特定量是否达到了某一规定的阈值的器件或物质。

检测器并不是与被测量值无关，其测量的信息结果是由被测量值决定的，并且具有一定的准确度，其特点是不必提供具体量值的大小。

有的检测器直接作用于被测量，又能够随着输入量而达到输出，这就是一种测量传感器。

有的检测器本身也就是一种敏感器。

4．敏感器
(五)显示装置、指示器、测量仪器的标尺和仪器常数
示值的概念既适用于测量仪器，也适用于实物量具。

因此，指示(显示)装置也包括实物量具的指示器或定位装置。

但应注意，并不是所有的测量仪器都带有显示装置，例如，有时实物量具用其标称值作为其示值，如量块、标准电阻、砝码等，这些不能作为显示装置，
因为它没有显示示值的部件。

但一些可调式量具也具有显示装置，如电阻箱、多刻度的玻璃量器等。

2．指示器
3．测量仪器的标尺
与标尺有关的术语及含意如下：
【案例】考评员在考核电学室时，对室主任小黄提出了如下问题：“在以下三个测量仪器的标尺中（见下图），其标尺长度均为60mm，其测量范围分别为a(0～
6ma)、b(0～6ma)、c(0～20ma)，z
a
为指针位置，请分别指出标尺的标尺间隔（分
度值）、标尺间距、指示z
a
的量值及a、b、c三个标尺的测量仪器中，那个测量仪器的灵敏度高？”
小黄进行了计算，做了如下回答：
【案例分析】依据jjf 1001-1998《通用计量术语及定义》中6.22、6.23、7.10给出了标尺间隔（分度值）、标尺间距及测量仪器的灵敏度的定义，可以判断以
上回答中，标尺间隔（分度值）、标尺间距是正确的。

标尺c的“z
a
的量值”不正确，灵敏度高低判断不全面。

标尺c的测量范围为20ma，指针位置z
a 的量值不可能为26.4ma。

c标尺z
a
的量值应为36×0.4ma=14.4ma，而不是66×0.4ma= 26.4ma。

对于标尺指示的测量仪器，其灵敏度s等于示值的变化量δl除以引起这一变化的被测量变化出δm，即：线性标尺的灵敏度为标尺间距δl除以标尺间隔（分度值）δm，s=δl/δm。

通过计算可得上述a、b、c三个标尺的测量仪器灵敏度：a标尺、b标尺均为1omm/ma，c标尺为3mm/ma，所以c标尺灵敏度低，而a、b标尺测量仪器的灵敏度一样高。

由此可见，线纹标尺的灵敏度不取决于刻线的多少，而决定于标尺间隔（分度值）和标尺间距。

4、仪器常
数
仪器常数是指“为给出被测量的指示值或用于计算被测量的指示值，必须与测量仪器直接示值相乘的系数”。

仪器常数是为确定被测量指示值与仪器示值相乘的一个系数，其目的是为了确定被测量值的大小。

如测量电阻值，则与示值相
乘的×1、×10就是仪器常数；有的测量仪器是通过计算得到被测量值，在计算中所得的系数就是仪器常数。

当仪器常数为1时，通常不必在仪器上标明。

（六）测量仪器的调整和使用者调整
1．测量仪器的调整
测量仪器的调整是指“为使测量系统提供相应于给定被测量值的指定示值，在测量系统上进行的一组操作”，可简称为调整。

测量调整类型：测量系统调零，偏置量调整、量程调整。

调整是为了确保测量仪器具有正常性能，消除可能产生的偏差，使仪器能进入使用状态所要做的一种操作。

测量仪器由于示值的失准或长期存放、长途运输、或者搬运、冲击以及由于仪器本身的不稳定，失去其原有的正常性能，或者由于新的测量仪器使用前的安装等，均要求其性能恢复和达到适于使用状态。

有时调整以后，为了防止使用中不得随意变更，则要对可调部件加以封印。

调整的方式可以是自动的、半自动的或手动的。

2．测量仪器的零位调整
测量仪器的“零位调整”是指“为使测量系统提供相应于被测量为零值的零示值，对测量系统进行的调整"。