测量误差及性能指标

测量误差及性能指标

一、测量误差

测量值-真实值=误差

真实值用标准值、理论值代替，可以用精度高的仪表指示值代替。

误差分类：

根据误差本身的性质可分为：系统误差、随机误差、疏忽误差。

1、系统误差

定义：仪表零点、灵敏度漂移，使用不当，外界条件变化均可能导致系统误差。系统误差表现为测量结果整体偏离真实值或呈现有规律的变化。消除系统误差的方法是找出产生此种误差的原因，对结果引入修正值来加以消除。

事例∶如仪器零点误差，温度、电磁场等环境引起的误差，动力源引起的误差。

解决办法∶单纯增加测量次数，无法减少系统误差对测量的影响、但在找出产生误差的原因之后，可以通过对测量结果引入适当的修正而消除之。

2、随机误差

定义;随机误差指在已经消除系统误差之后，在相同的条件下测量同一量时，出现的这种误差值以不可预计的方式变化的误差。

形成原因∶随机误差是出于那些对测量结果影响较小、我们尚未认识或无法控制的因素（如电子噪声干扰等）造成的。

在多次重复测量同一量时，其误差值总体上服从统计规律（如正态分布）。

解决办法∶从随机误差的统计规律分布特征，可对其示值大小和可

靠性做出评价，并可通过适当增加测量次数求平均值的方法，减少随机误差对测量结果的影响。

3、疏忽误差

定义∶疏忽误差是指一种显然与事实不符的误差，其

误差值较大且违反常规。

形成原因∶

疏忽误差一般是由于操作人员在操作、读数或记录数据时粗心大意造成的。

测量条件的突然改变或外界重大干扰也会造成疏忽误差。

解决办法∶对于这类误差一旦发现，应及时纠正。

二、仪表性能指标

（一）绝对误差、相对误差

1、绝对误差：a＝X－X0

X：测量值

X0：真实值（标准值）

2、对于绝对误差，应注意下面几个特点∶

绝对误差是有单位的量，其单位与测定值和实际值相同。

绝对误差是有符号的量，其符号表示出测定值与实际值的大小关系。

测定值与被测量实际值之间的偏离程度和方向通过绝对误差来体现。

举例：量程不同的两支温度计测同一点温度，与真实值均只差1℃，哪一个准确？

绝对误差均为1℃，无法表示仪表（温度计）的性能优劣。

2、相对误差

示值的绝对误差与约定值之比值称为相对误差，其为无量纲数，以百分数表示。

Er= （X－X0）/ X0 x 100%

一般约定值m有如下几种取法∶

X0取测量仪表的指示值x时，Er称为标称相对误差;

X0取测量的实际值X时，Er称为实际相对误差;

X0取仪表的满刻度值时，Er称为引用相对误差。

（二）引用误差

测量值绝对误差与测量仪表量程之百分比

特点：1）无单位；2）有±方向性；3）能反映仪表的性能优劣

（三）测量精度

1、准确度

对同一被测量进行多次测量，测量值偏离被测量真值的程度称为测量的准确度。

它反映系统误差的影响，系统误差越小，准确度越高。

2、精密度

对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度，或者说测量值分布的密集程度，称为测量的精密度。

它反映随机误差的影响，随机误差越小，精密度越高。

3、精确度

精密度与准确度的综合指标称为精确度，或称精度。

它反映随机误差和系统误差的综合影响。

精密度高的，准确度不一定高;准确度高的精密度不一定高;但精确度高

的，则精密度与准确度都高。

（四）灵敏度、灵敏限

1、灵敏度

在稳定情况下，仪表输出变化量△L与引起此变化的输入量的变化量△Xb 之比值，定义为仪表的灵敏度。

2、灵敏限（分辨率、死区）

它表明仪表响应输入量微小变化的能力指标，即不能引起输出发生变化的最大输入变化幅度与量程范围之比的百分数。