检定测试的主要方法

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第39页（2836字）

一个量，可以用不同的方法对其测量；而具体方法的选择，则应根据被测量的种类、量值的大小、要求的测量精度、测量过程的快慢以及进行测量的现场条件等一系列因素来考虑。尽管测量方法多种多样，但概括起来不外乎两大类，即直接测量法和间接测量法。

1．直接测量法

该法系指直接测量被测量便可得出其量值，而不必测量与被测量有函数关系的其它量的一类测量方法。不过，有时为了进行相应的修正，可能要进行必要的补充测量或计算来确定影响量的值。另外，有时需要根据计量器具的示值，通过查对图表方能得出被测量的量值。但这并没有改变测量性质，即测量方法仍然是直接的。

(1)直接比较法

直接比较法是将被测量与已知量值的同种量直接比较，从而得出被测量的量值的测量方法。对于测量者来说，除将计量器具的读数乘以必要的器具常数或分度值外，不需要进行其它运算，也无需任何附加的动作。例如，用刻度尺测量长度、用砝码和天平测量质量，以及用压力计、气压计、安培计、伏特计、瓦特计、流量计等测量相应的量，皆属直接比较法。

直接比较法的突出优点是简单、快速，主要问题是有时测量精度较差。

(2)微差法(亦称差值法)

微差法是通过测量被测量与已知同种量之间的微小差值，从而得出被测量的量值的一种测量方法。

微差法的突出特点是可以较容易地获得较高精度的测量结果。

例如，用已知长度为l的量具来测量被测物体的长度x(参见图1．4－2)。设两者之间的微差为a，则x=l+a。若a的测量误差不超过Δa，则a的测量结果可表示为a±Δa，或，其中是a的相对误差。

图1．4－2 用微差法测量长度

于是，被测量x可写为

式中，便是测量x的相对误差。

由于l远大于a，故测量x的相对误差远小于测量a的相对误差，即

例如，设l=500mm，a=5mm，，则

从上例不难看出，采用微差法可以用精度较低的计量器具(上例中测量a的器具)获得较高精度的测量结果。当然，这是以标准器具(上例中的量具l)的高精度为前提的。

(3)零位法

零位法是指将被测量与已知同种量相比较，并使两者的差值为零的一种测量方法。该法须通过一定的平衡指示器(亦称零位指示器或指零仪)。当然，为使平衡指示器指零，可调整用来比较的已知量，亦可调整与被测量有已知平衡关系的其它量，或同时调整几个有关的量。也就是说，调整的量和被测量不一定同种。比如，在力学计量中，用杠杆式台秤测量某物的质量，可以用秤砣平衡，也可以改变秤杆上游砣的位置使力臂变化来平衡，或者两者同时调整以达到平衡。

又如，在电学计量中，利用电桥来测量相应的电量，亦是零位法。图1．4－3所示的是利用电桥测量电阻的原理电路，图中，r_x是被测电阻，r₁、r₂和r₃是已知电阻，G是检流计(零位指示器)，E是电源。

图1．4－3 用电桥测量电阻

该电桥的工作原理很简单。将被测电阻作为一个臂接入电桥，调节r₁(或r₂、r₃)，使检流计指零，即电桥处于平衡状态，故有

于是

(4)替代法

替代法是指用相等的已知量值的同种量来替代被测量，使得在指示装置上的效应相同的一种测量方法。

该法与零位法的主要区别在于只选择(调整)替代的已知量，而不必调整其它量。例如，用精密微调标准电阻箱来替代电阻电桥中的被测电阻(参见图1．4－3)，而使检流计的指示不变。这里，电桥可平衡亦可不平衡，只要替代前后检流计的指示相同即可。

2．间接测量法

间接测量法是通过对被测量有已知函数关系的其它量的测量，从而导出被测量的一类方法。显然，间接测量是不直接测量被测量的。例如，利用测量热电偶的电动势来测量温度，通过测量液柱高度来测量压力，等等。

就测量而论，间接测量的基础仍是直接测量。

【参考文献】：

［1］国际计量局编(中国计量科学研究院情报室译)，国际计量局100周年，技术标准出版社，1980。

［2］国际计量局等编(于渤等译)，国际通用计量学基本名词，计量出版社，1985。

［3］中华人民共和国计量法，计量出版社，1985。

［4］NBS，Measurement Assurance Programs Part Ⅰ、Ⅱ，NBSS．P．676－Ⅰ、Ⅱ，1984、1985。

［5］鲁绍曾等，现代计量学概论，中国计量出版社，1987。

［6］王江等，现代计量测试技术，中国计量出版社，1990。

［7］王立吉，计量学概论，中国计量学院，1985。

［8］王立吉，计量学基础，中国计量出版社，1988。

［9］王立吉等，计量质量保证方案，中国计量出版社，1992。