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误差定义来源及种类 品保部讲师 王祥威日期 2010 05 10 一 误差的定义 误差 是测量结果减去被测量的真值 测量结果 是由测量所得到的赋予被测量的值 真值 是指与给定的特定量的定义一致的值 真值 实际上是一个理想的概念 因为只有 当某量被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时 通过测量所得到的值 才是量的真值 从测量的角度来讲难以作到这一点 因此真值不可能确切获知 二 误差的表达式 在测量领域 某给定特定量的误差 根据表达方法不同 可表达为 1 绝对误差 2 相对误差 3 引用误差 1 绝对误差 定义 测量结果与真值的差 特性 绝对误差有单位 其单位与测量结果相同 绝对误差的大小表示测量结果偏离真值的程度 它有正有负 测量结果大于真值时 为正误差 反之为负误差 2 相对误差 定义 绝对误差与被测量真值之比 相对误差与绝对误差的不同点 相对误差表示的是测量结果所含的误差率 绝对误差表示的是测量结果减去真值所得到的量值 相对误差只有大于和正负号 无单位 绝对误差不仅有大小 正负号 还有单位 3 引用误差 定义 计量器具的绝对误差与特定值之比 特定值一般称为引用值 它可是计量器具的量程或某个明确规定值 引用误差与绝对误差的不同点 引用误差是绝对误差与某个恒定的特定量值之比 相对误差是绝对误差与被测量真值之比 引用误差一般只在评定计量器具的误差时使用 而相对误差即可以评定计量器具 又可以评定测量方法 三 误差的来源 测量过程中 引起测量误差的因素很多 误差是受一系列因素 称为误差因素 的影响 测量误差主要来源与以下四个方面 1 测量 装置误差 2 测量 方法误差 3 环境误差 4 人员误差 1 测量 装置误差 对于任何测量 参与测量过程至少有两个物质系统 一是测量的物质系统 称为被测对象 另一个是用于检测被测量 且在被测量值作用下给出测量结果的物质系统 称为 测量 装置 显然参与测量的这两个物质系统都可能给测量带来误差 测量过程被测量变化所带来的误差 称为测量的不稳定性误差 而 测量 装置带来的误差 称为 测量 装置误差 有时又称为设备误差或器具误差 测量 装置误差 计量器具及附属设备的示值误差 结构参数 影响量均是 测量 装置的误差因素 根据 测量 装置的工作条件 可将 测量 装置分解为以下两类 1 测量 装置的基本误差 2 测量 装置的附加误差 测量 装置误差 1 测量 装置的基本误差为了使 测量 装置的误差有一个稳定的数值 通常对 测量 装置的工作条件加以规定 测量 装置标准工作条件下所具有的误差 称为 测量 装置的基本误差 这基本误差也称为固有误差 测量 装置误差 2 测量 装置的附加误差所谓 测量 装置的附加误差是指 测量 装置在非标准工作条件下所增加的误差 它表现为计量器具示值的变动性 量具复现量的变动性 测量变换器计量学特性的变动性等 2 测量 方法误差 测量方法误差通常简称为方法误差 方法误差是测量方法不完善所引起的误差 既所用测量原理以及根据该原理在实施测量中的运用和实际操作的不完善所引起的误差 例如 不遵守SOP等 3 环境误差 环境误差是指由于实际环境条件与规定条件不一致所引起的误差 在测量过程中 测量装置的示值除受被测的量控制外 还受一系列装置外部因素或由操作者控制的工作状况的影响 这些因素统称为影响量 因此环境误差严格来说是指影响量带来的误差 环境误差 影响量可归纳为以下三种类型 测量装置的环境条件 例如环境温度 湿度 气压 振动 重力场或电磁厂等 被测量的附属特性 例如交流电功率的电压 频率 功率因数和波形失真等 测量设备的特殊工作状态 电桥的不平衡度 电源和负载的匹配状态等 环境误差 所有影响量的组合称为工作条件 因此影响量又可称为工作条件参数 不仅测量装置测量方法有规定的工作条件 被测对象也有其工作条件 在标准工作条件下所呈现的误差即为基本误差 偏离标准工作条件而引起的误差变化值即位附加误差 4 人员误差 测量过程是在测量人员主持下由测量装置和被测对象相互作用完成的 因此 测量人员显然是测量过程中最积极 最活跃的因素 人员误差 是指由测量人员主观因素和操作技术所引起的误差 它包含观测误差和读数误差 人员误差 观测误差 是指使用计量器具的过程中 由于观测主观所引起的误差 例如 使用读数显微镜时 对目镜成象对称性判断 光学高温计中对视野光亮度是否均匀的判断等 读数误差 是指由于观测者对计量器具示值不准确读数所引起的误差 它包括视差和估读误差 三 误差的定义 按照测量时对计量器具和测试结果影响的性质可将误差划分为 随机误差 系统误差 粗大误差 随机误差 随即误差定义 测量结果与在重复性条件下 对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差 因为实际测量中只能做有限次 所以可能确定的只是随机误差估计值 系统误差 系统误差 指重复性条件下 对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差 粗大误差 粗大误差简称粗差 它是指明显超出规定条