1测量误差和仪表的质量指标

1测量误差和仪表的质量指标第一节：测量及测量误差

测量

所谓测量，确实是为确定被测量的量值而进行的一系列工作。一样来讲，为了得到一个被测量的量值，必须用同性质的标准量与被测量进行比较，以确定被测量是标准量的多少倍。那个地点，标准量即为该物理量的单位，且此单位为国家法定计量单位。

当进行测量时，第一要确定测量单位，其次要选用适当的测量方法和测量外表，最后还应估量测量结果的误差。

测量误差

测量误差是指由测量所得被测量的量值与被测量的真值之间的误差。它反映了测量质量得好坏。一个测量结果，只有明白它得测量误差的大小或能指明误差范畴时，这种结果才有意义。为了得到误差的大小，第一必须确定真值。

（一）、真值

在所有的测量中，不管时直截了当测量和间接测量，最全然的目的差不多上为了求得某一物理量得真值。但严格地讲，任何物理量得真值是无法测定的，我们能得到的只是被测物理量的近似值。

所谓真值，确实是一个量在被观测时，该量本身所具有的真实大小。这是一个理想的概念，之因此真值无法测定，是因为测量时提供的条件、测量人员的素养、测量方法和测量器具等总不能完全理想的缘故。

为了使“真值”那个理想的概念用于实际的测量工作中，引入“约定真值”的概念。它是为实际使用的目的所采纳接近真值因而能够代替真值的值。约定真值与真值之差能够认为忽略不计。具体地讲，工程上是上一级标准仪器的量值（或精确度等级较高的外表的指示值）加上修正值作为约定真值来检定精确度等级较低的外表的。

（二）平均值

为了使真值变为实现测量的可能，在科学实验中，常把观测次数为无限多时，在无系统误差的情形下，求得得平均值作为真值。而我们的观测

次数差不多上有限的，故用有限的次数求得的平均值，只能是近似真值。常用的几种平均值分述如下：

算术平均值

一个量的n个测得值得代数和除以n而得的商叫算术平均值。可用下式表示：

X0=(X1+X2+…………+Xn)／n

均方根平均值

均方根平均值δ可用下式表示：

δ=√（X12+X22+……+Xn2）/n

误差分类

测量误差按其性质和特点可分为系统误差、随机误差和疏忽误差。

（一）、系统误差

在偏离测量规定条件时或由于测量方法所引入的因素，按某确定规律所引起的误差称为系统误差。

产生系统误差的缘故大致有以下几个方面：

测量仪器外表机测量系统不够完善所引起的误差。

方法误差。由于测量外表所依据的测量原理本身不够完善，以及测量方法或处理方法的不完善所引起的误差。

外表安置和使用误差。对一些外表、仪器，未能按要求安置，一些电磁测量外表的布线、接地未能严格地按要求进行，会造成安置不当的系统误差。使用时，调整不当（如调零没调好），对刻度盘进行估读时，适应地偏向某一方向会造成系统误差。

环境误差。测量时客观环境，如温度、湿度、气压、电磁场不能满足要求，会给测量结果带来误差。在这类误差中，尤以温度变化造成的误差最为要紧。

系统误差的特点是具有一定的规律。按照这一规律可采取相应的措施减小或排除其阻碍。

（二）偶然误差

在实际测量条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为偶然误差，也称为随机误差。

偶然误差是由于许多临时未能把握或不便于把握的微小因素所造成的，要紧有以下几个方面：

测量外表结构方面的因素，如零部件配合不稳固，零部件变形等。

环境方面的因素，如温度的微小波动、湿度与气压的微量变化以及电磁场变化等。

人员方面的因素，如读数不稳固等。

这种误差从表面上看，一次测量的随机误差偶然误差没有什么规律，即前一个误差显现后，不能预定下一个误差的大小和方向，但随着重复测量次数增加，能够发觉它具有统计学的规律性。

（三）疏忽误差

超出在规定条件下预期的误差称为疏忽误差，也称为粗大误差。疏忽误差的数值比较大，它会对测量结果产生明显的歪曲。一旦发觉含有粗大误差的测量值，应将其从测量结果中剔除。

产生疏忽误差的缘故大致有以下两个方面：

测量人员责任心不强，或工作过于疲劳，从而造成了错误的读数或错误的记录。

使用了有缺陷的计量器具或计量器具使用不当，或者由于测量条件意外地改变（如突然的机械冲击，外界振动）引起外表的误动作而产生的粗大误差。

误差分析和处理

系统误差的处理

为了使测量结果正确，应尽可能把系统误差排除，排除和减小系统误差一样采纳以下几种差不多方法。

1、从引起系统误差的根源上排除

这是从全然上排除系统误差的方法。它要求测量人员使测量的环境条件充分的满足外表的使用条件，严格调校。采纳合理的测量方式等，把系统误差尽可能减小。

2、在测量结果中加修正值进行排除

排除系统误差产生的根源是治本之法，但由于仪器、外表结构本身固有缺陷，仍会有一定的误差存在。如此就需要预先用标准仪器确定外表的修正值（修正值等于未修正的测量结果的绝对误差，但正负号相反），将实际测得值加上相应得修正值，即可得到正确得测量结果。对各种外界阻碍因素（温度、湿度、电磁场、重力加速度以及其他因素），力求确定其修正公式，修正曲线和修正表格，以便修正测量结果。

3、在测量过程中，选择适当得测量方法，是系统误差抵消而不致带入测量结果中。

偶然误差得分析

在测量中，当我们采取措施排除了系统误差和剔除粗大误差之后，剩下得确实是偶然误差了，大量的测量实践表明。多次测量的随机误差服从统计规律的。偶然误差的分布规律可用正态分布曲线来表示。它有以下特点：

1、对值相等，符号相反的误差显现的机会均等，这称为误差的对称性。

2、对值小的误差笔绝对值大的误差显现的机会多，这称为误差的单峰性。

3、随着测量次数的无限增加，随机误差的算术平均值趋向于零，即正、负误差相互抵偿了，这称为误差的抵偿性。

4、定的测量条件下，随机误差的绝对值可不能超过某一界线，这称为误差的有界性。

疏忽误差的处理

疏忽误差会明显歪曲测量结果，在进行数据处理时，应将含有粗大误差的测量值剔除。然而，对一组测量值中的突出的或突出小的可疑数值，不能按照主观判定轻易剔除，要按照一定客观标准来处理。

第二节：外表的质量指标

一台测量外表的品质好坏，由它的差不多技术性能来衡量。下面介绍常用的几种指标。

一、外表的精确度与精确度等级