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動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)量的辨析

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2020-09-04 10:08

針對(duì)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)量等概念進(jìn)行了全面解析和討論,分別從對(duì)象、目標(biāo)、用途、結(jié)果及形式、本質(zhì)、前提條件幾個(gè)維度進(jìn)行區(qū)分和辨析,討論了它們的共同點(diǎn)和差異,可用于區(qū)分實(shí)際工作的具體性質(zhì)。同時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的使用方法也作了明確說(shuō)明。本文可有效區(qū)分所述工作是屬于校準(zhǔn)、測(cè)試還是一般性測(cè)量。

 

引 言

動(dòng)態(tài)是近年來(lái)計(jì)量測(cè)試行業(yè)里的熱點(diǎn)研究方向之一,其熱度僅次于量子化自然基準(zhǔn)的研究,而其難度與復(fù)雜性則絲毫不亞于量子化自然基準(zhǔn)。一是由于其大量應(yīng)用場(chǎng)景是復(fù)雜多變的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng),而非嚴(yán)格規(guī)范和控制環(huán)境條件的實(shí)驗(yàn)室; 二是因?yàn)橐恍┝孔踊匀换鶞?zhǔn)也在朝動(dòng)態(tài)方向發(fā)展。

動(dòng)態(tài)是從靜態(tài)發(fā)展變化而來(lái)的,主要是表述量值、狀態(tài)或物理現(xiàn)象產(chǎn)生了隨時(shí)間流逝而出現(xiàn)的變化。

與動(dòng)態(tài)相關(guān)的諸多問(wèn)題最具爭(zhēng)議和最令人無(wú)所適從之處在于,并非所有隨時(shí)間流逝而變化的狀態(tài)都被認(rèn)定為動(dòng)態(tài)。因?yàn)槲镔|(zhì)世界處于永恒的運(yùn)動(dòng)之中,動(dòng)是絕對(duì)的、永恒的,而靜則是相對(duì)的、有條件的。為何一些有變化的現(xiàn)象被稱為靜態(tài),而另外一些則被稱為動(dòng)態(tài),其最主要原因是主觀評(píng)價(jià)尺度不同。例如:電池雖有緩慢放電過(guò)程,但其輸出電壓被認(rèn)為是靜態(tài)而非動(dòng)態(tài); 直流電源雖有紋波和噪聲,其輸出電壓被認(rèn)為是靜態(tài)而非動(dòng)態(tài); 而超低頻振動(dòng),周期雖然達(dá)到上千秒,卻仍被認(rèn)為是動(dòng)態(tài)。

通常,人們?cè)谡J(rèn)定動(dòng)態(tài)與否時(shí),內(nèi)心深處是存在“狀態(tài)”這個(gè)概念與尺度的,它實(shí)際上是一個(gè)量值波動(dòng)的尺度或尺度區(qū)間。在同一個(gè)“狀態(tài)”尺度內(nèi)的變化,未產(chǎn)生“狀態(tài)”的變動(dòng),多半不被認(rèn)定為動(dòng)態(tài),一旦變動(dòng)超出原有“狀態(tài)”的界限,跑到另外一個(gè)“狀態(tài)”當(dāng)中,出現(xiàn)了不同“狀態(tài)”間的“狀態(tài)切換”,由此產(chǎn)生的變化很容易被認(rèn)定為“動(dòng)態(tài)”,即“狀態(tài)”出現(xiàn)了“變動(dòng)”。

另外,人們?cè)谡J(rèn)定量值時(shí),也存在本征量值和外界干擾的先期認(rèn)知,認(rèn)為本征量值是靜態(tài)時(shí),其中由干擾導(dǎo)致的變化與波動(dòng)使得測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)變化,當(dāng)這些變化足夠小時(shí)也通常不被認(rèn)定為動(dòng)態(tài)。

當(dāng)人們對(duì)測(cè)量對(duì)象的特性完全未知或很不完善時(shí),很難簡(jiǎn)單判定其本征狀態(tài)到底是變化的還是恒定的,由此也導(dǎo)致了動(dòng)態(tài)判定的困難與混亂。

動(dòng)態(tài)的認(rèn)定通常兼顧了兩個(gè)條件:現(xiàn)象量值變動(dòng)的差值和量值變動(dòng)的速率。變化速率快但變動(dòng)幅度特別微小的量值,其變化通常不被認(rèn)定為動(dòng)態(tài),而被歸結(jié)為噪聲。變動(dòng)量值較大,但變化速率極為緩慢,通常也不被認(rèn)定為動(dòng)態(tài),而歸結(jié)為漂移。只有量值變化足夠大、且變化速率足夠快的現(xiàn)象才被認(rèn)定為動(dòng)態(tài)現(xiàn)象。

判定動(dòng)態(tài)與否的量值幅度大小以及變化速率快慢在不同專(zhuān)業(yè)、不同問(wèn)題、不同準(zhǔn)確度等級(jí)的表述中差異巨大,并無(wú)統(tǒng)一一致的客觀標(biāo)準(zhǔn),這也是動(dòng)態(tài)問(wèn)題的復(fù)雜性之一。

通常,人們?cè)诒硎鑫锢憩F(xiàn)象時(shí),根據(jù)變化的劇烈、 規(guī)范與否等程度,又有描述緩慢變化的“準(zhǔn)靜態(tài)”,表述平滑而周期性變化的“穩(wěn)態(tài)”,以及存在階躍跳變的 “瞬態(tài)”等不同狀態(tài)。其中,“準(zhǔn)靜態(tài)”在很多情況下被當(dāng)作靜態(tài)來(lái)考慮,“瞬態(tài)”是無(wú)可爭(zhēng)議的動(dòng)態(tài),呈周期變化的“穩(wěn)態(tài)”究竟歸結(jié)為哪一類(lèi),尚有不同觀點(diǎn)和意見(jiàn)。

引入上述“狀態(tài)”及“尺度區(qū)間”的概念后,將很容易判定。在同一個(gè)狀態(tài)尺度區(qū)間內(nèi)的穩(wěn)態(tài)變化,可不被認(rèn)定為動(dòng)態(tài)。超出一個(gè)狀態(tài)尺度區(qū)間的穩(wěn)態(tài)變化應(yīng)該被認(rèn)定為動(dòng)態(tài)。因?yàn)樗a(chǎn)生的問(wèn)題,以及對(duì)測(cè)量的要求與靜態(tài)是截然不同的。

從上述討論可見(jiàn),盡管今天人們?cè)趯?shí)際工作中討論動(dòng)態(tài)問(wèn)題的觀點(diǎn)、視角、方式、方法有所不同,有時(shí)域、頻域、值域、信息域、變換域等等理念,但其定義的本質(zhì)僅僅來(lái)源于時(shí)域,來(lái)源于量值的時(shí)變特征, 來(lái)源于量值變化是本征還是干擾的判定。

在計(jì)量行業(yè),圍繞著動(dòng)態(tài)存在著很多概念,如動(dòng)態(tài)測(cè)試、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)測(cè)量等等,它們既有聯(lián)系, 又有差異。但它們的確切含義如何,如何區(qū)別這些不同的提法與概念,一直眾說(shuō)紛紜,本文后續(xù)內(nèi)容,將從多個(gè)角度,對(duì)它們的含義予以辨析和討論。

 

基本概念及討論

按照國(guó)際上通行的術(shù)語(yǔ),測(cè)量就是以確定(被測(cè)量對(duì)象的)量值為目的一組操作。測(cè)量是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得一個(gè)或多個(gè)量值,由此對(duì)量合理賦值的過(guò)程。

測(cè)試是對(duì)給定的產(chǎn)品、材料、設(shè)備、生物體、物理現(xiàn)象、過(guò)程或服務(wù)按規(guī)定程序確定的一種或多種特性的技術(shù)操作。測(cè)試也可以說(shuō)是測(cè)量和試驗(yàn)的綜合。

校準(zhǔn)是在規(guī)定條件下,為確定測(cè)量器具或測(cè)量系統(tǒng)所指示的量值,與對(duì)應(yīng)的由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。

檢驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品的一種或多種特性進(jìn)行測(cè)量、檢查、試驗(yàn)或度量,并將其結(jié)果與規(guī)定的要求進(jìn)行比較以確定是否合格的活動(dòng)。檢驗(yàn)通常特指生產(chǎn)過(guò)程中的行為,以控制工序、工件的質(zhì)量或出廠時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量。

校驗(yàn)是對(duì)出廠后的產(chǎn)品或系統(tǒng)的一種或多種特性進(jìn)行測(cè)量、檢查、試驗(yàn)或度量,并將其結(jié)果與規(guī)定的要求進(jìn)行比較以確定是否合格的活動(dòng)。校驗(yàn)通常特指使用過(guò)程中的行為,以控制產(chǎn)品的性能和功能是否符合要求。

檢定是提供客觀證據(jù)證明一個(gè)給定項(xiàng)目滿足規(guī)定的要求。項(xiàng)目可以是測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)設(shè)備或裝備等。規(guī)定要求可以是滿足制造廠的技術(shù)規(guī)范, 也可以是滿足裝備的使用要求等。

將它們按照各自的特征統(tǒng)一列表如表1所示。分別從作用對(duì)象、最終目標(biāo)、用途、結(jié)果形式、實(shí)質(zhì)、條件幾方面進(jìn)行比較闡述。

動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)量的辨析

 

從表1 可見(jiàn),測(cè)量的關(guān)注對(duì)象僅僅是量值,而并不太關(guān)注量值的載體。同一量值可來(lái)自不同載體對(duì)象;條件不同時(shí),同一載體對(duì)象可以表現(xiàn)出不同量值。測(cè)量的最終目標(biāo)也是量值本身。其實(shí)質(zhì)是通過(guò)將待測(cè)量值與已知標(biāo)準(zhǔn)相比較最終定量確定和表述待測(cè)物理量值的過(guò)程和操作,結(jié)果形式是帶有不確定度(或誤差限)的測(cè)量結(jié)果值,常用于描述和比較不同量值,其隱含的前提是被測(cè)量值通常是未知的。

測(cè)量不適用于標(biāo)稱屬性,測(cè)量有對(duì)量的比較和總體統(tǒng)計(jì)的含義,測(cè)量預(yù)示了對(duì)量的一種描述,它與測(cè)量結(jié)果的預(yù)期用途、測(cè)量程序和一個(gè)根據(jù)指定測(cè)量條件與測(cè)量程序運(yùn)行的校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)相應(yīng)。

被測(cè)量對(duì)象稱為被測(cè)量(或測(cè)量量、待測(cè)物理量),由測(cè)量確定的被測(cè)量值的估計(jì)值被稱為測(cè)量結(jié)果(或稱為測(cè)量值),被測(cè)量希望確定的實(shí)際(客觀)量值被稱為被測(cè)量的真值。

測(cè)試的關(guān)注對(duì)象主要是量值載體,內(nèi)涵最為龐雜,包括物體、現(xiàn)象、過(guò)程、服務(wù)等等。測(cè)試的最終目標(biāo)是獲得這些量值載體的特性和特征。它們既有本征特性,也有激勵(lì)響應(yīng)特性; 既有計(jì)量特性,也包括非計(jì)量特性。測(cè)試的實(shí)質(zhì)是確定被測(cè)對(duì)象的極值特性或條件極值特性。因而,孤立的量值結(jié)果說(shuō)明不了任何問(wèn)題,一定是附帶著完整測(cè)試條件的一個(gè)范圍才能基本展現(xiàn)待測(cè)目標(biāo)的一種特性。測(cè)試的結(jié)果形式是測(cè)試報(bào)告,常用于極限特性(或者條件極值特性)的獲取、故障診斷定位等。其隱含的前提是被測(cè)特性或特征通常是未知的。

測(cè)試性是產(chǎn)品能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作或性能下降)并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性。

校準(zhǔn)和檢定所關(guān)注的對(duì)象僅限于計(jì)量器具,最終目標(biāo)都是計(jì)量特性,且計(jì)量特性均屬于已知情況,此外,檢定還已知其計(jì)量特性的合格判據(jù)。非計(jì)量器具或計(jì)量器具的非計(jì)量特性,沒(méi)有檢定和校準(zhǔn)的提法。在計(jì)量器具的計(jì)量特性處于未知狀態(tài),首次對(duì)其計(jì)量特性進(jìn)行定值的操作也應(yīng)屬于測(cè)試,而非校準(zhǔn)或檢定。因?yàn)榇藭r(shí)其計(jì)量特性尚屬未知,不存在“校準(zhǔn)”或“檢定”的前提。

校準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)是對(duì)計(jì)量器具的計(jì)量特性進(jìn)行重新賦值。包括本征特性和激勵(lì)響應(yīng)特性,也包括完整的校準(zhǔn)條件要求,沒(méi)有明確校準(zhǔn)條件的校準(zhǔn)結(jié)果,沒(méi)有任何使用價(jià)值。校準(zhǔn)以校準(zhǔn)證書(shū)方式給出帶不確定度的校準(zhǔn)結(jié)果,用于對(duì)計(jì)量特性進(jìn)行重新確認(rèn)。校準(zhǔn)的第一步是得到校準(zhǔn)值,第二步是利用校準(zhǔn)值獲得修正值或修正因子。即由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值被校儀器示值的校準(zhǔn)值,校準(zhǔn)值與示值之差是被校儀器示值的修正值,校準(zhǔn)值與示值之比是被校儀器示值的修正因子。

有時(shí)校準(zhǔn)只有上述第一步。校準(zhǔn)結(jié)果可以記錄在校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告中,給出校準(zhǔn)值(包括校準(zhǔn)函數(shù)、校準(zhǔn)圖、校準(zhǔn)曲線或校準(zhǔn)表格),也可以給出修正值或修正因子。由于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值是有不確定度的,因此,校準(zhǔn)值、修正值或修正因子也是具有不確定度的。在一些場(chǎng)合稱校準(zhǔn)為定度或標(biāo)校。

檢定的實(shí)質(zhì)是重新確定計(jì)量器具的全部計(jì)量特性合格與否,以檢定證書(shū)形式給出結(jié)果和結(jié)論。檢定的依據(jù)一定是檢定規(guī)程和檢定系統(tǒng)表( 或量值傳遞關(guān)系圖) ,兩者缺一不可。

計(jì)量檢定要依據(jù)檢定規(guī)程或經(jīng)審批的相關(guān)技術(shù)文件。檢定結(jié)果應(yīng)對(duì)給定項(xiàng)目做出合格或不合格的結(jié)論。檢定包括將被檢項(xiàng)目的示值與對(duì)應(yīng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值進(jìn)行比較得到示值誤差,然后再將示值誤差與規(guī)定的要求進(jìn)行比較,做出是否合格的結(jié)論。當(dāng)被檢項(xiàng)目與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度比滿足一定要求時(shí),合格評(píng)定時(shí)可以忽略測(cè)量不確定度的影響,此時(shí)當(dāng)示值誤差小于規(guī)定要求時(shí)為合格; 否則要考慮測(cè)量不確定度,即根據(jù)示值誤差的絕對(duì)值加測(cè)量不確定度后是否小于規(guī)定要求來(lái)判定其是否合格。經(jīng)檢定,全部合格的裝備和檢測(cè)設(shè)備發(fā)給檢定證書(shū); 部分合格且滿足裝備和檢測(cè)設(shè)備使用要求的,發(fā)給檢定證書(shū)并注明限用范圍; 檢定不合格的裝備和檢測(cè)設(shè)備通知送檢單位。在對(duì)裝備或檢測(cè)設(shè)備的檢定中,檢定還包括對(duì)裝備或檢測(cè)設(shè)備的功能檢查、貼檢定狀態(tài)標(biāo)識(shí)等。檢定是查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序,它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書(shū)。檢定通常是進(jìn)行量值傳遞、保證量值準(zhǔn)確一致的重要措施。

校準(zhǔn)和檢定的主要區(qū)別:

1) 校準(zhǔn)不具有法制性,是企業(yè)自愿溯源行為; 檢定則具有法制性,屬計(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為。

 

2) 校準(zhǔn)主要確定測(cè)量?jī)x器的示值誤差; 檢定則是對(duì)其計(jì)量特性及技術(shù)要求的全面評(píng)定。

 

3) 校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范、校準(zhǔn)方法,通常應(yīng)作統(tǒng)一規(guī)定,有時(shí)也可自行制定; 檢定的依據(jù)則是檢定規(guī)程和檢定系統(tǒng)表(或量值傳遞關(guān)系圖)。

 

4) 校準(zhǔn)通常不判斷測(cè)量?jī)x器合格與否,必要時(shí)可確定其某一性能是否符合預(yù)期要求; 檢定則必須做出合格與否的結(jié)論。

 

5) 校準(zhǔn)結(jié)果通常是出具校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告; 檢定 結(jié)果則是合格的發(fā)檢定證書(shū),不合格的發(fā)不合格通知書(shū)。

檢驗(yàn)和校驗(yàn)關(guān)注的對(duì)象主要是產(chǎn)品(商品),包括計(jì)量器具和非計(jì)量器具。其目標(biāo)是產(chǎn)品的質(zhì)量特性與特征,也包含計(jì)量特性(若有時(shí))和非計(jì)量特性。其前提條件是產(chǎn)品的質(zhì)量特性與特征及合格準(zhǔn)則均已知。

檢驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是出廠前確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求,用于判定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格?;蛘吡悴考庸み^(guò)程中本工序加工質(zhì)量是否符合工藝規(guī)程要求,以便確認(rèn)是否可進(jìn)入后續(xù)工藝過(guò)程。

校驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是在出廠以后確認(rèn)產(chǎn)品或系統(tǒng)功能與性能是否符合使用要求,用于判定產(chǎn)品能否正常使用。

在美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)里,還有一類(lèi)操作被稱為診斷,且有相應(yīng)的診斷設(shè)備。其實(shí)質(zhì)上屬于我國(guó)稱為校驗(yàn)的操作,診斷設(shè)備主要指校驗(yàn)器等專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備。

表1所述六種概念的操作共同點(diǎn):①都是用已知衡量未知; ②所用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是準(zhǔn)確的,且測(cè)量結(jié)果中計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的誤差是少量的或可以忽略的。

核查是按事先規(guī)定的方法,對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行經(jīng)常性的重復(fù)測(cè)量,通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量控制的一種手段。與前述六種概念都不同,核查不是計(jì)量溯源或量值傳遞的手段,僅僅是被核查量值質(zhì)量穩(wěn)定性控制的手段,屬于輔助計(jì)量手段。兩次檢定或校準(zhǔn)間隔內(nèi)進(jìn)行的核查稱期間核查。

計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、保障量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。計(jì)量學(xué)是關(guān)于測(cè)量及其應(yīng)用的科學(xué),它涵蓋測(cè)量理論和實(shí)踐的各個(gè)方面,而不論測(cè)量的不確定度如何,也不論 測(cè)量是在哪個(gè)領(lǐng)域中進(jìn)行。

 

 2動(dòng)態(tài)問(wèn)題

2. 1 基本概念

關(guān)于動(dòng)態(tài)的幾個(gè)概念,可以從上述定義中抽象和推衍出。

關(guān)于動(dòng)態(tài)測(cè)量,俄國(guó)學(xué)者有兩種定義:一種認(rèn)為“動(dòng)態(tài)測(cè)量是在物理量變化過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行的測(cè)量”。另一種認(rèn)為“測(cè)量時(shí)測(cè)量器具是在動(dòng)態(tài)下使用的,這樣的測(cè)量被理解為動(dòng)態(tài)測(cè)量”。也就是說(shuō),“動(dòng)態(tài)是以測(cè)量器具輸出變化信號(hào)為特征的”。雖然整個(gè)組合測(cè)量器具中只有一部分的狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的,但這個(gè)組合測(cè)量器具(裝置或系統(tǒng))的狀態(tài)也認(rèn)為是動(dòng)態(tài)的。在闡述動(dòng)態(tài)問(wèn)題時(shí),認(rèn)為動(dòng)態(tài)是一個(gè)矢量,動(dòng)態(tài)的完整表述應(yīng)該是矢量表述。動(dòng)態(tài)測(cè)量的結(jié)果表征應(yīng)該為函數(shù)表征或曲線表征。

可以認(rèn)為,動(dòng)態(tài)測(cè)量是以確定量值隨時(shí)間變化為目的的一組操作。也可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為動(dòng)態(tài)測(cè)量即是量值隨時(shí)間變化的波形測(cè)量與表述。

動(dòng)態(tài)測(cè)試是確定給定對(duì)象的本征動(dòng)態(tài)特性極限或動(dòng)態(tài)激勵(lì)響應(yīng)特性極限的一組操作。可以是一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)特性參量的測(cè)試,以一個(gè)或多個(gè)特征參量方式表征測(cè)試結(jié)果。特征參量可以是極限參量或條件極限參量,對(duì)于每一個(gè)參量的極限,通常會(huì)有上下兩個(gè)極限值。

動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)可以認(rèn)為是確定計(jì)量器具示值動(dòng)態(tài)變化極限特性的一組操作,并以校準(zhǔn)結(jié)果方式給其動(dòng)態(tài)變化極 限特性重新賦值,也稱動(dòng)態(tài)特性校準(zhǔn)或動(dòng)態(tài)計(jì)量。

2. 2 動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的使用

在動(dòng)態(tài)測(cè)量中,人們最關(guān)心的是所測(cè)信號(hào)的波形是否穩(wěn)定、真實(shí),牽涉到動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)所獲得的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的使用問(wèn)題。通常,對(duì)于動(dòng)態(tài)波形測(cè)量?jī)x器設(shè)備而言,其最重要的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)包括其測(cè)量通道的頻帶寬度, 或其階躍響應(yīng)過(guò)渡時(shí)間(階躍上升時(shí)間) 。其次是采樣速率和 A/D 位數(shù)。

對(duì)于動(dòng)態(tài)波形激勵(lì)源(信號(hào)源)而言,其最重要的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)包括其輸出信號(hào)的頻率范圍(或信號(hào)帶寬),或波形上升時(shí)間。

在一般的波形測(cè)量中,均要用到波形測(cè)量?jī)x器設(shè)備和動(dòng)態(tài)信號(hào)源。實(shí)際上,每一次人們所獲得的波形測(cè)量結(jié)果均是信號(hào)源動(dòng)態(tài)特性與波形測(cè)量設(shè)備動(dòng)態(tài)特性共同作用的結(jié)果。

當(dāng)對(duì)未知?jiǎng)討B(tài)信號(hào)波形進(jìn)行測(cè)量時(shí),為保證測(cè)量?jī)x器設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性對(duì)所測(cè)量波形的影響很小(或可忽略),通常要求測(cè)量?jī)x器設(shè)備的頻帶寬度要大于被測(cè)波形信號(hào)帶寬的3倍以上; 對(duì)信號(hào)源進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)時(shí),要求5倍以上,若還要保證波形失真足夠小,往往要求10倍以上。

若以上升時(shí)間衡量,則通常要求測(cè)量?jī)x器設(shè)備的上升時(shí)間小于被測(cè)波形上升時(shí)間的 1/3,且最快的階躍上升沿中,采樣點(diǎn)數(shù)不小于20 點(diǎn)。

這樣的要求,可保證所測(cè)波形主要體現(xiàn)的是被測(cè)對(duì)象自身的信息。當(dāng)上述要求不能滿足時(shí),所測(cè)波形實(shí)際上是被測(cè)對(duì)象與測(cè)量?jī)x器設(shè)備共同作用的結(jié)果,會(huì)造成測(cè)量失真。

反之,若被測(cè)動(dòng)態(tài)信號(hào)的上升時(shí)間小于測(cè)量?jī)x器設(shè)備階躍響應(yīng)上升時(shí)間的1/3 以下時(shí),可以認(rèn)為,相對(duì)于測(cè)量?jī)x器設(shè)備,激勵(lì)信號(hào)的上升沿近似理想值,此時(shí)獲得的測(cè)量波形上升沿實(shí)際上可以認(rèn)為是測(cè)量?jī)x器階躍響應(yīng)的上升沿,而與激勵(lì)信號(hào)波形形狀無(wú)關(guān)。

依此原則,可以選擇動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)的激勵(lì)源和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器,以執(zhí)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)或動(dòng)態(tài)測(cè)試,這也是動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)結(jié)果如何正確使用的問(wèn)題。

在動(dòng)態(tài)測(cè)試中,測(cè)試對(duì)象通常是實(shí)體,也有可能是流程,并不局限于計(jì)量器具及其量值。人們最關(guān)心的是被測(cè)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的極限值。當(dāng)沒(méi)有條件獲得極限值,或不必要獲得極限值時(shí),也要獲得有限條件下的條件極限參量值。這些動(dòng)態(tài)特性極限值是多維度、多方向的,內(nèi)涵很廣。

在動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)中,被校對(duì)象僅限定為計(jì)量器具的計(jì)量特性,而非任意其它實(shí)體對(duì)象。校準(zhǔn)結(jié)果是給計(jì)量器具的動(dòng)態(tài)特性極限參量進(jìn)行重新賦值,也可以是條件極限值參量進(jìn)行重新賦值。不屬于極限參量或條件極限參量的校準(zhǔn)結(jié)果通常缺乏實(shí)用價(jià)值。而對(duì)于不屬于計(jì)量器具的被測(cè)對(duì)象,不能稱其為動(dòng)態(tài)校準(zhǔn),僅屬于動(dòng)態(tài)測(cè)試范疇。

 

 3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述討論可知,動(dòng)態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的概念有著明顯的區(qū)別。

從目標(biāo)對(duì)象來(lái)看,動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)H僅關(guān)注量值,而非量值的載體,僅僅關(guān)注量值波形本身,而非它所代表的什么特性。

動(dòng)態(tài)測(cè)試更多的是關(guān)注量值的載體,該載體既可以是計(jì)量器具,也可以是其它對(duì)象的各種動(dòng)態(tài)特性,并非僅是示值響應(yīng)特性。

動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)則僅僅關(guān)注的是計(jì)量器具,校準(zhǔn)結(jié)果僅僅是對(duì)其示值變化的極限特性量值進(jìn)行重新賦值。與示值變化無(wú)關(guān)的特性量值不在此例。

 

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來(lái)源:計(jì)量測(cè)控

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