測量誤差理論(電子測量技術(shù)的測量誤差理論基本知識)

1.電子測量技術(shù)的測量誤差理論基本知識

1.進(jìn)行各類(lèi)誤差的判別與原因分析；

2.進(jìn)行誤差的計算和比較；

3.運用誤差傳播定律進(jìn)行相關(guān)分析計算。

本單元主要學(xué)習測量誤差的相關(guān)知識，誤差分類(lèi)與成因、誤差確定方法。

2.測量誤差基本知識有哪些

測量誤差基本知識包括： （一）測量誤差產(chǎn)生的原因 測量工作的實(shí)踐表明，觀(guān)測值中存在測量誤差，或者說(shuō)，測量誤差是不可避免的。

產(chǎn)生測量誤差的原因，概括起來(lái)有以下三個(gè)方面：（1）人的原因。由于觀(guān)測者的感覺(jué)器官的鑒別能力存在局限性，所以，對于儀器的對中、整平、瞄準、讀數等操作都會(huì )產(chǎn)生誤差。

另外，觀(guān)測者技術(shù)熟練程度也會(huì )給觀(guān)測成果帶來(lái)不同程度的影響。（2）儀器的原因。

每一種測量?jì)x器只具有一定的精確度，因此，使測量結果受到一定的影響。（3）外界環(huán)境的影響。

測量工作進(jìn)行時(shí)所處的外界環(huán)境中的空氣溫度、風(fēng)力、日光照射、大氣折光、煙霧等客觀(guān)情況時(shí)刻在變化，使測量結果產(chǎn)生誤差。 人、儀器和環(huán)境是測量工作得以進(jìn)行的必要條件，但是，這些觀(guān)測條件都有其本身的局限性和對測量的不利因素。

因此，測量成果中的誤差是不可避免的。 （二）測量誤差的分類(lèi)與處理原則 測量誤差按其產(chǎn)生的原因和對觀(guān)測結果影響性質(zhì)的不同，可以分為粗差、系統誤差和偶然誤差三類(lèi)。

1.粗差 由于觀(guān)測者的粗心或各種干擾造成的特別大的誤差稱(chēng)為粗差。如瞄錯目標、讀錯大數等，粗差有時(shí)也稱(chēng)錯誤。

2.系統誤差 在相同的觀(guān)測條件下，對某一量進(jìn)行一系列的觀(guān)測，如果出現的誤差在符號和數值上都相同，或按一定的規律變化，這種誤差稱(chēng)為“系統誤差”，系統誤差具有積累性。 系統誤差對觀(guān)測值的影響具有一定的數學(xué)或物理上的規律性。

如果這種規律性能夠被找到，則系統誤差對觀(guān)測的影響可加以改正，或者用一定的測量方法加以抵消或削弱。 3.偶然誤差 在相同的觀(guān)測條件下，對某一量進(jìn)行一系列的觀(guān)測，如果誤差出現的符號和數值大小都不相同，從表面上看沒(méi)有任何規律性，這種誤差稱(chēng)為“偶然誤差”。

偶然誤差是由人力所不能控制的因素或無(wú)法估計的因素共同引起的測量誤差，其數值的正負、大小純屬偶然。 4.誤差處理原則 粗差是一種特別大的誤差，是由于觀(guān)測者的粗心大意或受到干擾所造成的錯誤。

錯誤應該可以避免，包含有錯誤的觀(guān)測值應該舍棄，并重新進(jìn)行觀(guān)測。 為了防止錯誤的發(fā)生和提高觀(guān)測成果的精度，在測量工作中，一般需要進(jìn)行多于必要的觀(guān)測，稱(chēng)為“多余觀(guān)測”。

有了多余觀(guān)測，就可以發(fā)現觀(guān)測值中的錯誤，以便將其剔除和重測。由于觀(guān)測值中的偶然誤差不可避免，有了多余觀(guān)測，觀(guān)測值之間必然產(chǎn)生矛盾（往返差、不符值、閉合差），根據差值的大小，可以評定測量的精度，差值如果大到一定程度，就認為觀(guān)測值中有錯誤（不屬于偶然誤差），稱(chēng)為誤差超限，應予重測，差值如果不超限，則按偶然誤差的規律加以處理，稱(chēng)為閉合差的調整，以求得最可靠的數值。

至于觀(guān)測值中的系統誤差，應該盡可能按其產(chǎn)生的原因和規律加以改正、抵消或削弱。例如，用鋼卷尺量距時(shí)，按其檢定結果，對量得長(cháng)度進(jìn)行尺長(cháng)改正。

5.偶然誤差的特性 通過(guò)統計分析，可以得出偶然誤差具有如下特性： （1）在一定觀(guān)測條件下的有限次觀(guān)測中，偶然誤差的絕對值不會(huì )超過(guò)一定的限值； （2）絕對值較小的誤差出現的頻率大，絕對值較大的誤差出現的頻率小； （3）絕對值相等的正、負誤差具有大致相等的頻率； （4）當觀(guān)測次數無(wú)限增大時(shí)，偶然誤差的理論平均值趨近于零，即偶然誤差具有抵償性。

3.什么是測量誤差

計量學(xué) 測量誤差：測量值（示值）減去真值（因測量都有誤差，所以真值并不存在）所以 測量誤差：測量值（示值）減去約定真值 表示可以有：絕對誤差（具有單位和正負號）、相對誤差（有單位是%，和正負號）、引用誤差（是指誤差與量程的的比值，主要用于壓力表等表盤(pán)式計量器具） 測量值：10002V 約定真值10000V 、、絕對誤差：10002V-10000V=2V 相對誤差：2V/10000V*100%=0.002% 當量程為50000V時(shí)， 引用誤差：2V/50000V*100%=0.0004。

4.什么是測量誤差測量誤差分哪幾類(lèi)

在測量時(shí)，測量結果與實(shí)際值之間的差值叫誤差。真實(shí)值或稱(chēng)真值是客觀(guān)存在的，是在一定時(shí)間及空間條件下體現事物的真實(shí)數值，但很難確切表達。測得值是測量所得的結果。這兩者之間總是或多或少存在一定的差異，就是測量誤差。

每一個(gè)物理量都是客觀(guān)存在，在一定的條件下具有不以人的意志為轉移的客觀(guān)大小，人們將它稱(chēng)為該物理量的真值。進(jìn)行測量是想要獲得待測量的真值。然而測量要依據一定的理論或方法，使用一定的儀器，在一定的環(huán)境中，由具體的人進(jìn)行。由于實(shí)驗理論上存在著(zhù)近似性，方法上難以很完善，實(shí)驗儀器靈敏度和分辨能力有局限性，周?chē)h(huán)境不穩定等因素的影響，待測量的真值 是不可能測得的，測量結果和被測量真值之間總會(huì )存在或多或少的偏差，這種偏差就叫做測量值的誤差。

測量誤差主要分為三大類(lèi)：系統誤差、隨機誤差、粗大誤差。

誤差產(chǎn)生的原因可歸結為以下幾方面。

1、測量裝置誤差

2、環(huán)境誤差

3、測量方法誤差

4、人員誤差

5.什么是測量誤差,又分哪幾類(lèi)

按測量誤差對測量結果的影響性質(zhì)可分為：偶然誤差和系統誤差兩類(lèi)。

(1)偶然誤差在同等觀(guān)測條件下，大小、符號變化呈偶然性（即無(wú)規律性），但從大量誤差的總體統計而言，又具有一定的規律性，這種誤差稱(chēng)為偶然誤差。觀(guān)測數據中的偶然誤差是普遍存在的，從在量觀(guān)測數據中可以發(fā)現，由于偶然因素的影響（照準、讀數外界條件和儀器本身等）使觀(guān)測數據忽大忽小，其符號呈正負變化，這種誤差即是偶然誤差。根據概率統計理論可知：如果每個(gè)誤差項對其總得的影響都是均勻地小，沒(méi)有一項比其它項影響占絕對影響優(yōu)勢地位時(shí)，那么其和將服從或近似地服從正態(tài)分布的隨機變量，故有時(shí)亦反偶然誤差稱(chēng)之為隨機誤差。

(2)系統誤差在相同觀(guān)測條件下，一系列觀(guān)測數據其誤差大小符號呈現出系統傾向性，或按一定規律變化，這種誤差稱(chēng)之為系統誤差。如鋼尺量距時(shí)，尺卡誤差所引起的距離誤差與所測距離長(cháng)度成正比，距離愈長(cháng)，積累誤差愈大，這種誤差屬于系統誤差。系統誤差對觀(guān)測結果的影響一般具有累積的作用，它對成果質(zhì)量有著(zhù)顯著(zhù)的影響。系統誤差與偶然誤差在觀(guān)測過(guò)程中是同時(shí)產(chǎn)生的，觀(guān)測過(guò)程中，應采取措施消除或削弱其影響，使系統誤差處于可以忽略不計的程度或在整個(gè)觀(guān)測誤差中處于次變的地位。當系統誤差的存在對觀(guān)測結果的影響不能用簡(jiǎn)單的方法排除時(shí)，亦可在數據處理（軟件）中設法予以消除或削弱其影響。

6.測量誤差的分類(lèi)以及各種誤差的特點(diǎn)和減少的方法

分類(lèi)分為系統誤差、偶然誤差和粗差，其中偶然誤差包括外界條件因素和人為觀(guān)測誤差。

系統誤差的特點(diǎn)是：由測量方法或系統本身造成的誤差，無(wú)可避免和降低，但是由于具有系統性，可以由一些方法消除（比如經(jīng)緯儀盤(pán)左盤(pán)右相減來(lái)消除系統誤差）；

偶然誤差的特點(diǎn)：對稱(chēng)性（正負差不多），峰值性（誤差小的比誤差大的要多），抵償性（相加接近0），有限性（誤差保持在一定范圍）。減少的方法就是正確觀(guān)測時(shí)間、避免觀(guān)測人的疲勞，考慮天氣等因素，并在觀(guān)測方法上改進(jìn)（如往返測）。

粗差的特點(diǎn)：沒(méi)有確定性。是由于人為錯誤產(chǎn)生。