一． 電子萬能試驗(yàn)機(jī)的簡介

電子萬能試驗(yàn)機(jī)是

主要測量材料的物理力學(xué)性能的機(jī)器，材料的物理力學(xué)性能包括拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等等。它要符合GB/T16491—1996以及鑒定標(biāo)準(zhǔn)JJG475—86。

二．測量的一些基本概念

1．測量、計(jì)量和測試，三者關(guān)系密切。

a.測量是指以確定被測對象量值為目的的全部操作；

b.計(jì)量是指實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量；

c.測試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，也可理解為測量和試驗(yàn)的綜合。

根據(jù)被測量是否隨時(shí)間變化，可將測量分為動態(tài)測量和靜態(tài)測量。靜態(tài)測量是測量期間被測量值可認(rèn)為是恒定的測量。而動態(tài)測量是為確定量的瞬時(shí)值及（或）其隨時(shí)間變化的量所進(jìn)行的測量。

2．測量裝置的誤差和準(zhǔn)確度

裝置的示值總是有誤差的。測量裝置的示值和被測量的真值之間的差值稱為裝置的示值誤差。若不會引起混淆，可簡稱為測量裝置的誤差。

一般來說，真值是不知道的，只有按規(guī)定的特定條件下保存的國際計(jì)量局的基準(zhǔn)，可以認(rèn)為是某量的真值。例如國際千克基準(zhǔn)，可以認(rèn)為是真值1kg。在實(shí)際測量中，只能用所謂的約定真值來代替真值。如：被測量的實(shí)際值、修過的算術(shù)平均值、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器所復(fù)現(xiàn)的量值等作為約定真值。其中，實(shí)際值是指滿足規(guī)定準(zhǔn)確度的可用來代替真值使用的量值。如在計(jì)量檢定中通常把高一等級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值稱為實(shí)際值。

測量裝置的準(zhǔn)確度（也稱為精確度）是表示測量裝置給出接近于被測量的真值的示值的能力。它反映測量裝置的總誤差。該總誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩部分。測量裝置的隨機(jī)誤差分量可用對同一被測量在同一行程方向連續(xù)進(jìn)行多次測量示值的分散性來表述。通常這也稱為測量裝置的重復(fù)性誤差。

在實(shí)際工作中，往往使用到測量裝置的引用誤差一詞。它是指測量裝置的示值絕對誤差與引用值之比，并以百分?jǐn)?shù)表示。引用值往往是指測量裝置的量程或示值范圍的最高值。例如示值范圍為0—150V的電壓表，當(dāng)其示值為100.0V時(shí)，測的電壓實(shí)際值為99.4V，則該電壓表的引用誤差為：

                      （100.0-99.4）*100%/150=0.4%

  測量裝置的準(zhǔn)確度等級是用來表達(dá)該裝置在符合一定的計(jì)量要求情況下，能保持其誤差在規(guī)定的極限范圍內(nèi)。多數(shù)的電工、熱工儀表和部分無線電測量儀器采用引用誤差的形式來表示其準(zhǔn)確度等級，以允許引用誤差值來作為準(zhǔn)確度級別的代號。例如，“0.2級”電壓表表示該電壓表允許的示值誤差不超過電壓表引用值的0.2%。

3．量程和測量范圍

測量裝置的示值范圍的上、下限之差的模，稱為量程。其測量范圍則是指在該裝置的誤差允許極限內(nèi)它所能測量的被測量值范圍。對于用動態(tài)測量的裝置還標(biāo)明在允許誤差極限內(nèi)所能測量的頻率范圍。

4．信噪比

信號功率與干擾（噪聲）功率之比，稱為信噪比，記為SNR，并用分貝（dB）來表示。如SNR=10 式中，N 和 N 分別是信號和噪聲的功率。

有時(shí)也用信號電壓和噪聲電壓來表示信噪比，這時(shí)信噪比SNR（以dB為單位）中的V 和 V 分別為信號和噪聲的電壓。例如，用某儀器測量某信號時(shí)的信噪比為65dB。此時(shí)表示信號電壓和干擾電壓之比（V /V）為1000，噪聲電壓還不到信號電壓的千分之一。

5．動態(tài)范圍

動態(tài)范圍是裝置不受噪聲影響而能獲得不失真輸出的測量上限值 y 和下限值y 之比值。這樣動態(tài)范圍DR（以dB為單位）如：DR=20

6．線性度

線性度是指測量裝置輸出、輸入之間保持常值比例關(guān)系的程度。

在靜態(tài)測量的情況下，用實(shí)驗(yàn)來確定被測量的實(shí)際值和測量裝置示值之間的函數(shù)關(guān)系的過程稱為靜態(tài)校準(zhǔn)，所得到的關(guān)系曲線稱為校準(zhǔn)曲線。通常，校準(zhǔn)曲線并非直線。為了使用簡便，總是以線性關(guān)系來代替實(shí)際關(guān)系。為此，需要直線來擬合校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)曲線接近擬合直線的程度就是線性度（如圖1）。作為技術(shù)指標(biāo)，則采用線性誤差來表示，即在裝置標(biāo)稱輸出范圍A內(nèi)，校準(zhǔn)曲線與該擬合直線的最大偏差B來表示。線性誤差也可用相對誤差來表示，如：線性誤差=B/A*100%

至于擬合線性直線應(yīng)如何確定，目前國內(nèi)外尚無同一的標(biāo)準(zhǔn)。較常用的有兩種：端基直線和獨(dú)立直線。端基直線是一條通過測量范圍的上下限點(diǎn)的直線（如圖2）。若擬合的直線與校準(zhǔn)曲線間的偏差B 的平方和最小，即    最小，則該直線被稱為獨(dú)立直線。

7．靈敏度、鑒別力閥、分辨力

靈敏度，鑒別力閥都是用來描述測量裝置對被測量變化的反應(yīng)的能力。

當(dāng)裝置的輸入x有一個(gè)變化量，它引起輸出，發(fā)出相應(yīng)的變化量，則定義靈敏度        S=

顯然對于理想的定常線性系統(tǒng)，其靈敏度應(yīng)當(dāng)是   S=                  =常數(shù)。但是，一般的測試裝置總不是理想的定常線線性系統(tǒng)，其校準(zhǔn)曲線不是直線，曲線上各點(diǎn)的斜率（即各點(diǎn)的靈敏度）也不是常數(shù)。盡管如此，卻總是用其擬合直線的斜率來作為該裝置的靈敏度。

靈敏度是一個(gè)有量綱的量。其單位取決于輸入、輸出量的單位，當(dāng)輸入、輸出兩者單位一樣，則靈敏度實(shí)際上是一個(gè)無綱量的比例常數(shù)。這時(shí)也稱之為“放大比”或“放大倍數(shù)”。

通常，把引起測量裝置輸出值產(chǎn)生一個(gè)可察覺變化的最小被測量變化值稱為鑒別力閥（稱為靈敏閥或靈敏限）。它用來描述裝置對輸入微小變化的響應(yīng)能力。

  某些測試裝置使用了一般術(shù)語“分辨力”。它是指指示裝置有效地辨別緊密相鄰量值的能力。一般認(rèn)為數(shù)字裝置的分辨力就是最后位數(shù)的一個(gè)字，模擬裝置的分辨力為指示標(biāo)尺分度值的一半。

8．回程誤差

回程誤差也稱為滯后或變差。它是描述測試裝置的輸出同輸入變化方向有關(guān)的特性。（如圖3）理想裝置的輸出、輸入有完全單調(diào)的一一對應(yīng)的關(guān)系。不管輸入是由小增大，還是由大減小，對一個(gè)給定的輸入、輸出總是相同的 ，如圖中細(xì)斜線。但是實(shí)際裝置在同樣的測試條件下，當(dāng)輸入量由小增大和由大減小時(shí)，對于同一輸入量所得到的兩個(gè)輸出量卻往往存在著差值。把在全測量范圍內(nèi)，最大的差值稱為回程誤差或滯后誤差，回程誤差可以是一般滯后現(xiàn)象的后果，也可能反應(yīng)著裝置死區(qū)的存在，前者在磁性材料的磁化和一般材料受力變形的過程中都會發(fā)生。

9．穩(wěn)定度和漂移

穩(wěn)定度是指測量裝置在規(guī)定條件下保持測量特性恒定不變的能力。通常在不指明影響量時(shí)，穩(wěn)定度是指裝置不受時(shí)間變化影響的能力。如果是對其他影響量來考察穩(wěn)定時(shí)，則需特別說明。

測量裝置的測量特性隨時(shí)間的慢變化，稱為漂移。在規(guī)定條件下，對一個(gè)恒定的輸入在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的輸出變化，稱為點(diǎn)漂；標(biāo)稱范圍最低值的點(diǎn)漂，稱為零點(diǎn)漂移，簡稱零漂。