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技術(shù)文章
探討特斯拉計(jì)誤差的表示方式
點(diǎn)擊次數(shù)：2202 發(fā)布時(shí)間：2016-4-23
用戶們都想買到質(zhì)量穩(wěn)定可靠、測量準(zhǔn)確、價(jià)格又便宜的特斯拉計(jì)(高斯計(jì))。但是由于國內(nèi)外對該產(chǎn)品準(zhǔn)確度的表示方式多種多樣，測量磁場的實(shí)際準(zhǔn)確度(相對誤差)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)是一種磁場計(jì)量儀器。任何計(jì)量儀器都有測量誤差，下面我們就來分析一下在這多種誤差的表示方式中。
目前，我們所見到的表示特斯拉計(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)，引用誤差才與相對誤差一致。如果指針處于半滿度時(shí)，讀數(shù)的相對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)際的相對誤差將達(dá)到引用誤差的5倍。譬如一臺引用誤差為1%的表，在100mT量程內(nèi)的誤差為1mT。當(dāng)測100mT(滿度)磁場時(shí)，1mT的誤差為測量值的1%。若在此量程內(nèi)測20mT的磁場，則1mT的誤差就是測量值(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)行測量。有些廠家的數(shù)字式特斯拉計(jì)也采用引用誤差來表示準(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，一旦被測磁場剛剛高于低量程，不得不換為大量程測試時(shí)，顯示數(shù)僅僅是滿量程的1/10。這時(shí)的相對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20.1mT磁場的誤差也是1mT，相對誤差則是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)反映了測量中任意示值的相對誤差，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)過程中產(chǎn)生的量化誤差，一般于末位的1——2個(gè)數(shù)碼，對于3?位表約為滿度的0.1%。對于4?位表約為滿度的0.01%。又如一臺準(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)相對誤差為：±1.01%，在1/10量程處的相對誤差為：±(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，可見它在全量程范圍內(nèi)相對誤差起伏不大，對使用者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量儀表和霍爾探頭兩部分組成，測量儀表有誤差而探頭有非線性，數(shù)字式特斯拉計(jì)大多是測量儀表部分準(zhǔn)確度很高而探頭的線性度卻較差。有些國外的特斯拉計(jì)采用這種方法表示準(zhǔn)確度，我國特斯拉計(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。一旦到計(jì)量部門復(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，對于多量程儀表，允許各量程可以有不同的準(zhǔn)確度等級;也可以標(biāo)明不同的測量范圍有不同的測量準(zhǔn)確度。無論用什么方法來表示，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。