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4. 穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指“測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力”。通常穩(wěn)定性是指測量儀器的計量特性隨時間不變化的能力。穩(wěn)定性可以進(jìn)行定量的表征，主要是確定計量特性隨時間變化的關(guān)系。通?？梢杂靡韵聝煞N方式：用計量特性發(fā)生某個規(guī)定的量的變化所需經(jīng)過的時間，或用計量特性經(jīng)過規(guī)定的時間所發(fā)生的變化量來進(jìn)行定量表示。

例如，對于標(biāo)準(zhǔn)電池，技術(shù)指標(biāo)中對其長期穩(wěn)定性(電動勢的年變化幅度)和短期穩(wěn)定性(3～5天內(nèi)電動勢變化幅度)均有明確的規(guī)定。對于準(zhǔn)確度等級0.05級以上的數(shù)字壓力計，相鄰兩個檢定周期之間的示值變化量不得大于最大允許誤差的絕對值；例如，上限溫度為150℃～300℃的一等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計示值的穩(wěn)定性測量方法如下：(1)將溫度計插入恒溫槽中，局部浸沒、露出液柱約1O℃左右，在上限溫度處理30min，取出冷卻，測定零位；(2)再在上限溫度處理24h，取出冷卻，測定零位；(3)在上限溫度下處理1Omin后，關(guān)閉恒溫槽的加熱電源，待水銀柱面降至高于局浸線2℃左右時，將溫度計向下插至浸沒在上限溫度標(biāo)線處，使之隨介質(zhì)緩冷至接近室溫，取出測定零位。則上述方法(2)中測得的零位減去(1)中測得的零位，為溫度計零位的永久性上升值，由上述方法(2)中測得的零位減去(3)中測得的零位，即為零位的低降值；應(yīng)符合表2-10的規(guī)定。

上述穩(wěn)定性指標(biāo)均是劃分準(zhǔn)確度等級的重要依據(jù)。對于測量儀器，尤其是計量基準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)或某些實(shí)物量具，穩(wěn)定性是重要的計量性能之一，示值的穩(wěn)定是保證量值準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。測量儀器產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素很多，主要原因是元器件的老化、零部件的磨損，以及使用貯存維護(hù)工作不仔細(xì)等所致。測量儀器進(jìn)行的周期檢定或校準(zhǔn)，就是對其穩(wěn)定性的一種考核，穩(wěn)定性也是科學(xué)合理地確定檢定周期的重要依據(jù)之一。

5．漂移

漂移是指“測量儀器計量特性的慢變化”。這是反映在規(guī)定條件下，指測量儀器計量特性隨時間的慢變化，如在幾分鐘、幾十分鐘或多少小時內(nèi)保持其計量特性恒定的能力。在漂移過程中，示值的連續(xù)變化既與被測量的變化無關(guān)也與影響量的變化無關(guān)。

產(chǎn)生漂移的原因，往往是由于溫度、壓力、濕度等變化所引起，或由于儀器本身性能的不穩(wěn)定。測量儀器使用時采取預(yù)熱、預(yù)先放置一段時間與室溫等溫，就是減少漂移的一些措施。

6．響應(yīng)特性

響應(yīng)特性是指“在確定條件下，激勵與對應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系”。激勵就是輸入量或輸入信號，響應(yīng)就是輸出量或輸出信號，而響應(yīng)特性就是輸入輸出特性。對一個完整的測量儀器來說，激勵就是被測量，而響應(yīng)就是它對應(yīng)地給出的示值。顯然，只有準(zhǔn)確地確定了測量儀器的響應(yīng)特性，其示值才能準(zhǔn)確地反映被測量值。因此，可以說響應(yīng)特性是測量儀器最基本的特性。

該定義中“在確定條件下”是一種必要的限定，因?yàn)橹挥性诿鞔_約定的條件下，討論響應(yīng)特性才有意義。

測量儀器的響應(yīng)特性，在靜態(tài)測量中，測量儀器的輸入x(即被測量的量值或激勵)和輸出y（即示值或響應(yīng)）不隨時間而改變，它的輸入輸出特性或靜態(tài)響應(yīng)特性可用下式表示

y=f(x)

此關(guān)系可以建立在理論或?qū)嶒?yàn)的基礎(chǔ)上，除了上述表述外，也可以用數(shù)表或圖形表示，對于具有線性標(biāo)尺的測量儀器，其靜態(tài)響應(yīng)特性為

y=kx

式中，k是測量儀器本身的一些固定參數(shù)值確定的常數(shù)。這是線性測量儀器響應(yīng)特性的普遍表示式。只要k值一經(jīng)確定，響應(yīng)特性也就完全確定。

確定了線性測量儀器的靜態(tài)響應(yīng)特性，就可以方便地根據(jù)它來研究測量儀器的一系列靜態(tài)特性，如靈敏度、線性、滯后、漂移等特性及由它們引起的測量誤差。

關(guān)于測量儀器的動態(tài)響應(yīng)特性，在動態(tài)測量中，測量儀器的激勵或輸入按時間t的函數(shù)而改變，其響應(yīng)或輸出也是時間的函數(shù)。一般認(rèn)為它們之間的關(guān)系可以用常系數(shù)微分方程來描述，用拉普拉斯積分變換來求解常系數(shù)線性微分方程十分方便，當(dāng)激勵按時間函數(shù)變化時，傳遞函數(shù)是響應(yīng)特性的一種形式。

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