測(cè)量誤差的基本概念

使用任何儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，都存在測(cè)量誤差。測(cè)量結(jié)果與測(cè)量的真值之間的差異，稱為測(cè)量誤差。真值就是一個(gè)量所具有的真實(shí)數(shù)值。真值是一個(gè)理想概念，實(shí)際應(yīng)用中通常用實(shí)際值來替代真值。實(shí)際值是根據(jù)測(cè)量誤差的要求，用更高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具測(cè)量所得之值。

一、測(cè)量誤差的表示方法

測(cè)量誤差有絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種表示方法。

1、絕對(duì)誤差是指被測(cè)量的測(cè)量值與其真值之差。與絕對(duì)誤差的大小相等，但符號(hào)相反的量值稱為修正值。絕對(duì)誤差只能說明測(cè)量結(jié)果偏離實(shí)際值的情況，不能確切反映測(cè)量的準(zhǔn)確程度。

2、相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比。相對(duì)誤差是兩個(gè)相同量綱的量的比值，只有大小和符號(hào)。

測(cè)量中常用絕對(duì)誤差與儀器的滿刻度值之比來表示相對(duì)誤差，稱為引用相對(duì)誤差。測(cè)量?jī)x器使用最大引用相對(duì)誤差表示它的準(zhǔn)確度，它反應(yīng)了儀器綜合誤差的大小。

電工儀表一般分為7級(jí)：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。當(dāng)儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)確定以后，示值越接近量程，示值相對(duì)誤差越小。所以測(cè)量時(shí)要注意選擇量程，盡量使儀表指示在滿度值的2/3以上區(qū)域。

二、測(cè)量誤差的來源

1、儀器誤差，是測(cè)量?jī)x器本身及其附件引入的誤差。例如儀器的零點(diǎn)漂移、刻度不準(zhǔn)確等引起的誤差。

2、影響誤差，是指由于溫度、濕度、振動(dòng)、電源電壓、電磁場(chǎng)等環(huán)境因素和儀表要求條件不一致而引起的誤差。

3、方法誤差，是指由于測(cè)量方法不合理而造成的誤差。

4、人身誤差，是指測(cè)量人員由于分辨力、視力疲勞、不良習(xí)慣或缺乏責(zé)任心，如讀錯(cuò)數(shù)字、操作不當(dāng)?shù)纫鸬恼`差。

5、測(cè)量對(duì)象變化誤差，是指由于測(cè)量過程中測(cè)量對(duì)象的變化使得測(cè)量值不準(zhǔn)確而引起的誤差。

三、測(cè)量誤差的分類

按性質(zhì)可分為三類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、過失誤差。

1、系統(tǒng)誤差是指在確定的測(cè)試條件下，誤差的數(shù)值(大小和符號(hào))保持恒定或在條件改變時(shí)按一定規(guī)律變化的誤差，也叫確定性誤差。系統(tǒng)誤差常用來表示測(cè)量的正確度。系統(tǒng)誤差越小，則正確度越高。

2、隨機(jī)誤差是指在相同測(cè)試條件下多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)都以不可預(yù)知的方式變化的誤差，也叫偶然誤差。它是由一些對(duì)測(cè)量值影響較微小，又互不相關(guān)的多種因素共同造成的。隨機(jī)誤差是沒有規(guī)律的、不可預(yù)知不能控制的，也無法用實(shí)驗(yàn)的方法加以消除。

隨機(jī)誤差反應(yīng)了測(cè)量結(jié)果的精密度，隨機(jī)誤差越小，測(cè)量精密度越高。

系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響決定測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度越高，表示正確度和精密度越高，即系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差越小。

3、過失誤差指在一定的測(cè)量條件下，測(cè)量值明顯偏離實(shí)際值所造成的測(cè)量誤差。也稱為壞值，應(yīng)予剔除。

四、不確定度

由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量的真值不能確定的程度，是表征被測(cè)量的真值所處的量值范圍的評(píng)定。它是通過多次重復(fù)的測(cè)量，用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法或其它方法估算得來的。