测量设备的计量特性是指其影响测量结果的一些明显特征，其中包括测量范围、偏移、重复性、稳定性、分辨力、鉴别力［阈］和示值误差等。为了达到测量的预定要求，测量设备必须具有符合规范要求的计量学特性。

确定测量设备的特性，并签发关于其法定地位的官方文件，称为测量设备控制。这种控制可包括对测量设备的型式批准、检定和校准中的一项、两项或三项。

这些工作的目的是要确定测量设备的特性是否符合相关技术法规中规定的要求。评定测量设备的特性的项目、技术要求和方法，必须依据相应的检定规程、校准规范、技术标准、仪器说明书及其他相关的技术文件。当评定依据没有给出具体规定时，可依JJF1094-2002《测量仪器特性评定》制订。评定时必须考虑测量结果不确定度对评定结果的影响。

（一）示值误差

1.示值误差的评定方法

（1）比较法。在规定的条件下，由提供约定真值的测量标准对被评定的测量设备时行一定次数的测量或比较，有的情况下则是被评定测量设备对给定的测量标准进行一定次数的测量，被评定测量设备示值与测量标准提供的约定真值之差为示值误差。

（2）分部法。根据被评定测量设备的测量原理、结构，通过分析和试验得出影响测量设备示值误差的参量，再对各个参量进行评定并加以综合，得出被评定测量设备示值误差的控制范围。通常在不具备上级计量标准的情况下采用分部测量法。

（3）组合法。把被评定一台或多台测量设备的多个示值，用不同方式组合起来，得到被测量之间以及被测量与给定的约定真值之间的函数关系，并列成若干方程式，然后用最小二乘法求出仪器示值的实际值或示值误差。在这里，约定真值是高等级或同等级测量标准器复现的量值，也可以是物理常量。

2.示值误差表示的三种主要形式

（1）绝对误差。示值误差可用绝对误差表示为

Δ=x-xs

式中 Δ——用绝对误差表示的测量设备示值误差；

x——被评定测量设备的示值；

xs——测量标准复现的量值，即约定真值。

（2）相对误差。示值误差可用相对误差表示为

式中 δ——用相对误差表示的测量设备示值误差。

（3）引用误差。示值误差可用引用误差表示为

3.偏差

实物量具的偏差为实物量具的实际值-标称值，实物量具的偏差等于负的示值误差。

4.零值误差

在示值为零值（或零刻度值）处，评定得到的测量设备示值误差为零值误差。

5.基值误差

在规定的示值或规定的被测量值处，评定得到的测量设备示值误差为基值误差。

（二）重复性

1.测量设备重复性评定的基本方法

在重复性条件下，由被评定测量设备对给定的约定真值或者稳定的被测量进行连续多次的测量或比较，有的情况下则是由提供约定真值的测量设备对被评定测量设备进行连续多次的测量，用实验标准差来表示被评定测量设备的重复性。重复性条件包括测量程序、人员、仪器、环境等，同时为尽可牟保证在相同的条件下进行测量，必须在尽量短的时间内完成重复性测量。实验标准差一般用贝塞尔公式计算：

式中 s——实验标准差，在此即测量设备的重复性；

xi——第i次观测值，i=1，2，…，n；

——n次观测值的算术平均值；

n——测量次数。

2.测量设备重复性评定的其他方法

（1）最大残差法。由每个观测值班与算术平均值之差得到残差，从残差中找出最大残差值，按下式计算实验标准差：

式中 υimax——最大残差值；

cn——最大残差系数。

cn的值根据测量次数n从下表中查得。

最大残差系数cn如下表所示：

（2）极差法。找出观测值中的最大值和最小值，两者之差为极差，按下式计算实验标准差：

式中 xmax——观测值中的最大值；

xmin——观测值中的最小值；

dn——极差系数。

dn的值根据测量次数n从下表中查得：

在测量次数较少时，一般也可采用极差法。用最大残差法或极差法算得的实验标准差的不确定度，大于用贝塞尔公式法算得到的实验标准差的不确定度。最大残差法或极差法只适用于呈正态分布的观测数据，当分布偏离正态较大时，应采用贝塞尔公式法计算。

（三）准确度等级

1.以最大允许误差评定准确度等级

依据有关技术规范对测量设备进行评定，当测量设备示值误差不超过某一档关键所在的最大允许误差的要求，其他相关特性也符合规定要求时，可判为测量设备符合该准确度级别（即合格）。使用这种评定方法的测量设备时，可直接用其示值，而不依据示值误差评定结果对测量结果进行修正。

（1）测量设备示值误差符合性评定的基本要求。对测量设备示值误差符合性评定时，若评定示值误差的不确定度满足下面要求，则可不考虑示值误差评定的测量不确定度的影响。(www.daowen.com)

评定示值误差的不确定度U95与被评定测量设备的最大允许误差的绝对值MPEV之比，应小于或等于1∶3，即

被评定测量设备的示值误差Δ在其最大允许误差限内时，可判为合格，即

被评定测量设备的示值误差超出其最大允许误差时，可判为不合格，即

对于型式评价和仲裁鉴定，必要时U95与MPEV之比也可取小于或等于1∶5。在一定情况下，评定示值误差的不确定度U95，可取包含因子k=2的扩展不确定度U代替。

（2）依据计量检定规程对测量设备进行评定，由于规程对评定方法、计量标准、环境条件等已做出规定，并满足检定系统表最值传递的要求，当被评定测量设备处于正常状态时，对示值误差评定的测量不确定度将处于一个合理的范围内，所以当规程要求的各个检定点的示值误差不超出某一级别的最大允许误差的要求时，测量设备的示值误差判为符合该准确度级别的要求，不需要考虑对示值误差评定的测量不确定度影响。

（3）依据计量检定规程以外的技术规范对测量设备示值误差进行评定，并且需要对示值误差是否符合某一最大允许误差做出符合性判定时，必须采用合适的方法、计量标准和环境条件进行评定。选取有效覆盖被评定测量设备测量范围的足够多点，若各个点均不超出最大允许误差的要求，则得出被评定测量设备整个测量范围符合要求。同时考虑对示值误差评定的测量不确定度影响。如示值误差的测量不确定度不符合（1）的基本要求，必须考虑下面判据。

被评定测量设备的示值误差Δ的绝对值小于或等于其最大允许误差的绝对值MPEV与示值误差的扩展不确定度U95之差时可判为合格，即

被评定测量设备的示值误差Δ的绝对值大于或等于其最大允许误差的绝对值MPEV与示值误差的扩展不确定度U95之和时，可判为不合格，即

当被评定测量设备的示值误差既不符合合格判据又不符合不合格判据时，可判为处于待定区。这时不能下合格或不合格的结论，即

当测量设备示值误差的评定处在不能做出符合性判定时，可以通过采用准确度更高的测量标准、改善环境条件、增加测量次数和改变测量方法等措施，以降低测量不确定度评定的不确定度U95，使满足与最大允许误差绝对值MPEV之比小于或等于1∶3的要求，然后对测量设备的示值误差重新进行评定。

（4）对有些只具有不对称或单侧允许误差限的被评定测量设备，仍可按照上述原则对其进行符合性评定。

2.以实际值的测量不确定度评定的准确度等级

（1）依据计量检定规程对测量设备进行检定，得出测量设备的实际值。根据测量设备实际值的扩展不确定度满足某一档次的要求，以及其他相关的特性符合规定的要求，测量设备判为该准确度等级合格。这表明测量设备的实际值的扩展不确定度不超出某个给定的极限。这种评定方法的测量设备在使用时，必须加上修正值，或使用校准曲线的给出值。

由于规程对评定方法、计量标准、环境条件等已做出规定，并满足检定系统表量值传递的要求，符合某一等别的测量设备，其实际值的扩展不确定度不超出该等扩展不确定度的极限值。

（2）对已经纳入以等级划分的测量设备，当评定方法、计量标准和环境条件与规程不一致时，必须对测量设备实际值的测量不确定度，其结果应小于或等于该准确度等别不确定度极限的要求。对于由校准曲线得出的其他测量点，必须计算校准曲线的不确定度，后者应大于或等于前者。

3.测量设备多个准确等级的评定

被评定测量设备包含两个或两个以上测量范围，并对应于不同的准确度等级时，应分别评定各个测量范围的准确度等级。

对多参数测量设备，可以测量不同类的量，应分别评定各个测量参数的准确度等级。

（四）响应特性

在确定条件下，对测量设备测量范围中不同测量点输入信号，并测量输出信号，当输入信号和输出信号不随时间变化时，记下被评定测量设备对应于不同激励输入时的输出值，列成表格、画出曲线或得出输入输出量的函关系式，即为测量设备静态测量情况下的响应特性。输入输出量的函数关系式有时可以从理论推导得出。

当输入信号和输出信号按时间的函数变化时，由响应的拉普拉斯变换除以输入的拉普拉斯变换，得出传递函数，为测量设备动态测量情况下的响应特性。

（五）灵敏度

对被评定测量设备，在规定的某激励值上通过一个小的激励变化Δx，得到相应的响应变化Δy，则比值即为测量设备在该激励值时的灵敏度。对线性测量设备来说，S为常数。

（六）鉴别力［阈］

对被评定测量设备，在一定的激励输入和输出响应，通过缓慢单方向地逐步改变激励输入，观察输出响应，使测量设备产生未察觉的响应变化的最大激励变化，就是测量设备的鉴别力［阈］。

（七）分辨力

对测量设备分辨力的评定，可以通过测量设备的显示装置或读数装置能有效辨别的最小示值差来评定。带数字显示装置的测量设备分辨力，为最低位数字显示变化一个数字时的示值差。用标尺作为读数装置（包括带有光学机构的读数装置）的测量设备分辨力，为标尺上任何两个相邻标记之间（即最小分度值）的一半。

（八）稳定性

对测量设备保持其计量特性恒定能力的评定，通常可用下述几种方法。

1.评定方法之一

通过测量标准观测被评定测量设备计量特性的变化，当变化达到某规定值时，其变化量与所经过的时间间隔之比，即为被评测量设备的稳定性。

2.评定方法之二

通过测量标准定期观测被评定测量设备计量特性随时间的变化，用所记录的被评定测量设备计量特性在观测期间的变化幅度除以其变化所经过的时间间隔，即为该被评定测量设备的稳定性。

3.评定方法之三

频率源的频率稳定性用阿仑方差的正平方根值评定，称为频率稳定度。频率稳定度按下式计算：

式中 σy（τ）——用阿仑方差的正平方根值表示的频率稳定度；

τ——取样时间；

m——取样个数减1；

yi（τ）——第i次取样时，在取样时间τ内频率相对偏差的平均值。

4.其他方法

当稳定性不是对时间而是对其他量而言时，应根据检定规程、技术规范或仪器说明书等其他有关技术文件规定的方法进行评定。

（九）漂移

漂移是指由于测量仪器计量特性的变化引起的示值在一般时间内的连续或增量变化。在漂移过程中，示值的连续变化既与被测量的变化无关也与影响量的变化无关。对漂移的考查有多种形式：量程漂移、零点漂移、基线漂移、相位漂移等。

（十）响应特性

响应特性是指在确定条件下，激励与对应响应之间的关系。激励就是输入量或输入信号，响应就是输出量或输出信号，而响应特性就是输入输出特性。对一个完整的测量仪器来说，激励就是被测量，而响应就是它对应地给出的示值。显然，只有准确确定了测量仪器的响应特性，其示值才能准确地反映被测量值。因此，可以说响应特性是测量仪器最基本的特性。