第二章 检测系统的误差合成

(4)准确度、精密度和精确度
测量中发现了粗大误差，数据处理时应将其剔除， 这样要估计的误差就只有系统误差和随机误差两 类。
(A A ) (x A) x A x
i
0
i
i
i
由上式可见，各次测量值的绝对误差等于系统误
差和随机误差的代数和 。
当系统误差远大于随机误差，此时按纯粹系统误 差处理；系统误差很小，已经校正，则可按纯粹 随机误差处理；系统误差和随机误差不多，此时 应分别按不同方法来处理。
基本误差通常有如下几种表示形式。 1.绝对误差
(2)随机误差
x A
i
i
lim A
n
1 n
n i 1
xi
在相同条件下多次重复测量同一被测
参量时，测量误差的大小与符号均无规
律变化，这类误差称为随机误差。
随机误差是测量值与数学期望之差，
表现测量结果的分散性，通常用精密度 表征随机误差的大小。随机误差越大， 精密度越低；反之，精密度就越高。测 量的精密度高，亦即表明测量的重复性 好。
(1)约定真值 (2)相对真值
3.标称值
计量或测量器具上标注的量值，称为标称值。
4.示值
检测仪器（或系统）指示或显。
2.1 .2 测量误差的分类
从不同的角度，测量误差可有不同的 分类方法。根据测量误差的性质(或出现 的规律)产生的原因通常可分为系统误差、 随机误差和粗大误差三类。
2.1 测量误差的基本概念
2.1 .1 名词术语
1.测量误差的定义
由于检测系统(仪表)不可能绝对精确，测量 原理的局限、测量方法的不尽完善、环境因素和 外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对 象的原有状态等，使得测量结果不能准确地反映 被测量的真值而存在一定的偏差，这个偏差就是 测量误差。
2.真值： 一个量严格定义的理论值通常叫理论真值.
第二章 检测系统的误差合成
2.1 测量误差的基本概念 2.2 随机误差及其处理 2.3 系统误差的处理 2.4 测量粗大误差的存在判定准则 2.5 测量系统的误差计算方法 2.6 测量系统最佳测量方案的确定
在工程实践中经常碰到这样的情况：某个新 设计、研制、调试成功的检测(仪器)系统在实验 室调试时测得的精度已经达到甚至超过设计指标， 但一旦安装到环境比较恶劣、干扰严重的工作现 场，其实测精度往往大大低于实验室能达到的水 平,甚至出现严重超差和无法正常运行的情况；
精确度又称为精度，它反映系统误差和 随机误差综合影响的程度；准确度则是反 映系统误差影响的程度，精密度则是反映 随机误差影响的程度。因此，精度高说明 准确度和精密度都高，意味着系统误差和 随机误差都小。
精度是反映检测仪器的综合指标，精度 高必须做到准确度高、精密度也高，也就 是说必须使系统误差和随机误差都小。
（6）检测环境的影响，包括温度、气压、振动、辐射等；
（7）不同采样所得测量值的差异造成的误差；
（8）人为的造成误读，包括个人读表偏差、知识和经验 的深浅、体力及精神状态等因素；
（9）测量器件进入被测对象，破坏了所要测量的原有状 态；
（10）被测对象本身变动大，易受外界干扰以致测量值 不稳定等。
2.1 .4 测量误差的表示方法
测量：人们借助于检测仪表通过实验方法 对客观事物取得数量信息的过程。
真值：在一定时间、空间条件下客观存在 的被测量的确定数值。
测量值：检测仪表指示或显示被测参量的 数值即仪表读数或示值。
测量误差：测量值与真值的差。
在科学研究及科学实验中，精度是首要 的；
在工程实际中，稳定性是首要的，精度 只要满足工艺指标范围即可。
1.按误差的性质分类
(1)系统误差 A A 0 系统误差表明了测量结果偏离真值或实际值
的程度。系统误差越小，测量就越准确。所以， 系统误差经常用来表征测量准确度的高低。
在相同条件下，多次重复测量同一被 测参量时，其测量误差的大小和符号保 持不变；或在条件改变时，误差按某一 确定的规律变化，这种测量误差称为系 统误差。其误差值恒定不变的又称为定 值系统误差，其误差值变化的则称为变 值系统误差。变值系统误差又可分为累 进性的、周期性的以及按复杂规律变化 的几种。
(3)粗大误差
在相同的条件下，多次重复测量同一量时， 明显地歪曲了测量结果的误差，称粗大误差，简 称粗差。粗差是由于疏忽大意，操作不当，或测 量条件的超常变化而引起的。含有粗大误差的测 量值称为坏值，所有的坏值都应去除，但不是主 观或随便去除，必须科学地舍弃。正确的实验结 果不应该包含有粗大误差。
2.1 .3 误差产生的原因
产生误差的原因多种多样，根据检测系统的各个环节 可分类如下： （1）被检测物理模型的前提条件属于理想条件，与实际 检测条件有出入； （2）测量器件的材料性能或制作方法不佳使检测特性随 时间发生劣化； （3）电气、空气压、油压等动力源的噪声及容量的影响； （4）检测线路接头之间存在接触电势或接触电阻 （5）检测系统的惯性即迟延传递特性不符和检测的目的 要求，因此要同时考虑系统静态特性和动态特性；
2.按被测参量与时间的关系分类
按被测参量与时间的关系可分为静态误 差和动态误差两大类。习惯上，在被测参量不 随时间变化时所测得的误差称为静态误差；在 被参测量随时间变化过程中进行测量时所产生 的附加误差称为动态误差。
还有按产生误差的原因把误差分为由于 测量原理、方法的不尽完善，或对理论特性 方程中的某些参数作了近似或略去了高次项 而引起原理性误差(也叫方法误差)与因检测 仪器(系统)在结构上，在制造、调试工艺上 不尽合理、完善而引起的误差叫构造误差构 造误差(也叫工具误差)等。
从而需要设计人员根据现场测量获得的数据， 结合该检测系统本身的静、动态特性、检测系统与 被测对象现场安装、连接情况及现场存在的各种噪 声情况等进行综合分析研究，找出影响和造成检测 系统实际精度下降的各种原因，然后对症下药采取 相应改进措施，直至该检测系统其实际测量精度和 其它性能指标全部达到设计指标，这就是通常所说 的现场调试过程。现场调试过程完成后，该检测系 统才算真正研制成功，以及投入正常运行。