测量误差的来源与分类
如前所述,在一切实际测量中都存在一定的误差。现在来讨论误差的来源。
1.误差来源
(1)仪器误差
由于仪器本身及其附件的电气和机械性能不完善而引入的误差称为仪器误差。仪器仪表的零点漂移、刻度不准确和非线性等引起的误差以及数字式仪表的量化误差都属于此类。减小仪器误差的主要途径是根据具体测量任务,正确地选择测量方法和使用测量仪器。
(2)理论误差和方法误差
由于测量所依据的理论不够严密或用近似公式、近似值计算测量结果所引起的误差称为理论误差。例如,峰值检波器的输出电压总是小于被测电压峰值所引起的峰值电压表的误差就属于理论误差。理论误差原则上可通过理论分析和计算来加以消除或修正。
由于测量方法不适宜而造成的误差称为方法误差。如用低内阻的万用表测量高内阻电路的电压时所引起的误差就属于此类。方法误差可通过改变测量方法来加以消除或修正。
(3)影响误差
由于温度、湿度、震动、电源电压、电磁场等各种环境因素与仪器仪表要求的条件不一致而引起的误差。如数字电压表技术指标中常单独给出温度影响误差。当环境条件符合要求时,影响误差可不予考虑。
(4)人身误差
由于测量人员的分辨力、视觉疲劳、不良习惯或缺乏责任心等因素引起的误差,如读错数字、操作不当等。减小人身误差的途径有:提高测量者的操作技能和工作责任心;采用更适合的测量方法;采用数字式显示器进行读数以避免读数误差。
2.误差分类
根据性质,可将测量误差分为系统误差、随机误差和疏失误差。
(1)系统误差
在一定的条件下,误差的数值(大小及符号)保持恒定或按照一定的规律变化的误差称为系统误差。
系统误差决定了测量的准确度。系统误差越小,测量结果越准确。
(2)随机误差
在相同条件下进行多次测量,每次测量结果出现无规律的随机变化的误差,这种误差称为随机误差或偶然误差。在足够多次的测量中,随机误差服从一定的统计规律,具有单峰性、有界性、对称性、相消性等特点。
随机误差反映了测量结果的精密度。随机误差越小,测量精密度越高。
随机误差和系统误差共同决定测量结果的精确度,要使测量的精确度高,两者的值都要求很小。
(3)疏失误差
疏失误差是指在一定条件下,测量值明显偏离实际值时所对应的误差。疏失误差又称粗大误差,或简称粗差。
疏失误差是由于读数错误、记录错误、操作不正确、测量中的失误及有不能允许的干扰等原因造成的误差。
疏失误差明显地歪曲了测量结果,就其数值而言,它远远大于系统误差和随机误差。
对于上述三类误差,应采取适当措施进行防范和处理,减小以至消除它们对测量结果的影响。对于含有疏失误差的测量值,一经确认,应首先予以剔除。对于系统误差,在测量前应细心做好准备工作,检查所有可能产生系统误差的来源,并设法消除;也可以决定它的大小,在测量中采用适当的方法或引入修正值加以抵消或削弱。例如,为了消除或削弱固定的系统误差,可采用零示法、替代法、补偿法、交换法等测量方法。对于随机误差,可在相同条件下进行多次测量,对测量结果求平均值来减小它的影响。

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