测量仪表的测量误差的分析与处理

1、测量仪表的测量误差的分析与处理    由于测量过程中的检测方法、检测仪表(系统)，以及环境、工作条件等因素的影响，即使在相同的检测条件下，对同一被测对象进行重复测量.所获得的数据列中，各数据值之间都存在着微小的差异，这个差异就是测量误差所致。    一、测量误差的表示方法和分类    (一)测量误差的常用表示方法    1.绝时误差    被测值x与被测的真值x。之间的差值x称为测徽结果的绝对误差

2、。    x=x一xo (2一49)    由于被测量的真值通常是未知的。所以在实际测量过程中，往往把某一标准器(具)的读数视作xo，并把这个读数称为被测量的实际值。如用一只电流表测得某电路的电流位为4. 65A. 而该电路的电流实际值已标定为4. 63A，故电流表测最的绝对误差为+0. 02A。绝对误差的狱纲与被测量的量纲相同。    在实验过程的测盆和计量标定中，常引人修正值概念。修正位c是被测量实际值与其测得值之差，即 c=x。-x=一x (2一50) 

3、60;   修正值也称更正值或补值，它的数位与绝对误差相等，但符号相反。就检测仪表的测量结果来说，被测量的测得值与修正值的代数和即是被测量的实际值。    例2一5采用某压力计G测得的压力为1 000. 2N/m2.而该系统精确标定的实际压力值为1 000. 5N/m2.若以此标定值为该系统压力的真值，试求压力计G测得值的修正值c。    解压力测盘结果的修正值为:    需要指出.误差是被测量的测得值与真值之差;测得值与数据列的算术平均值之差称

4、为偏差。严格而论，误差和偏差的概念不容混淆，只是人们习惯称谓中往往将两者不加区分而已。    2.相对误差    绝对误差工与实际值x。的百分比值称为相对误差.以y表示，即    因为在一般情况下x与S。很接近，所以除了理论分析采用(2一51)式的相对误差概念外. 实际工程应用中常用示值相对误差Y,代替测蛋结果的实际相对误差7.即    相对误差没有量纲。    相对误差不仅可以表征测量结果的正确

5、度与精密度，而且还便于对不同的测量方法和测量仪表进行比较。例如，当测量1OA电流时，绝对误差为1mA;而另一电路测最100mA电流时，测量结果的绝对误差也是1mA。两个测量的绝对误差虽一样。但对第一个电路的电流测量之相对误差位仅万分之一，而后者的电流测虽之相对误差位竟达百分之一，两者测量结果的精确度之高低，一目了然。    3.引用误差    检测系统测里值的绝对误差x与系统量程L之比值，称为检测系统的引用误差。通常仍以百分数表示:     比较相对误差和引用误差的

6、表示式.后者用反程L代替了实际值so，使用起来虽然更为方便.但引用误差的分子仍为绝对误差Ax，在检测系统的不同测最范围.各示位的绝对误差 As也可能不同。因此.即使是同一检测系统，其测员范围内的不同示值处的引用误差也不一定相同。为此，可以取引用误差的最大值，既能克服上述不足，又能更好地说明检测系统的渊址精度。    4.最大引用误差(或满度最大引用误差)    在规定的工作条件下，所有测显位中最大绝对误差(绝对位)与最程的比位的百分数，称为该系统的最大引用误差:    

7、60;最大引用误差是检测系统篆本误差的主要形式，故也常称为检测系统的基本误差。它是检测系统的最主要质量指标，能很好地表征检测系统的测量精度。    二)按误差的产生原因和性质分类    1.系统误差(规别误差)    这种误差在测量过程中保持恒定或遵循一定规律而变化。系统误差产生于测量仪表不准或测量方法不正确.或介质温度、环境条件对测最仪器的影响等。    由于系统误差的数值和符号都比较固定或有一定的规律，因此通过对仪器的校准，正确地进

8、行实验和引入校正、补偿环节等措施，系统误差一般是可以减小或消除的。    系统误差表明一个测量结果偏离真值或实际值的程度。在误差理论中，经常采用准确度的概念来表征系统误差的大小。    2.随机误差(偶然误差)    在同一条件下，多次测量同一被测量.有时会发现测蛋值时大时小，误差的绝对值及正、负以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差.也称偶然误差。它反映了测盘值离散性的大小。随机误差是由于某些无法严格控制的复杂因素造成的，是测量过程中许多独立的、微小的、偶然的因素引起的综

9、合结果。        存在随机误差的测盘结果中.虽然单个测量值误差的出现是随机的，既不能用实验的方法消除，也不能修正，但从多次测址结果来分析，多数随机误差却服从统计规律，因此通常用概率理论的方法来估计这类误差。    在误差理论中.通常用精密度概念来表征随机误差的大小。随机误差越小，测最的梢密度也就越高。    3.疏失误差(珑忽及过失误差)    疏失误差是明显偏离真值的误差，也称为粗大误差或过失误差。这种误差的数值和符号没有任何规律。    应尽量设法避免疏失误差。在测旦结果的处理中，一经判定确实为硫失误差，则在测嫩结果中有这种误差的数据应是无效的，应将该数据从渊址结梁中剔除。    以上三类误差是可能相互转化的。例如，工程实践中常把某些尚未掌握的.其有复杂规律的系统误差视作随机误差处理;也往往把某些虽可掌握但过于复杂的系统误差当作随机误差一并处理。反之，随着人们对误差来源及其变化规律认识的深化.也可能将以往归为随机误差的某项因素，予以没清而明确为系统误差。