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系统误差等于测量误差减随机误差

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:误差可以按照不同的方式进行分类。按照其表示形式,误差可以分为绝对误差和相对误差。在相同测量条件下,对同一被测量进行多次测量,误差的绝对值和符号保持不变,或按一定规律变化,这类误差称为系统误差。系统误差就个体而言是具有规律的,其产生的原因往往是可知的。粗大误差其数值往往大大地超过同样测量条件下的系统误差和随机误差,它对测量结果的歪曲是严重的,以至于使测量完全不可信赖。

误差可以按照不同的方式进行分类。按照其表示形式,误差可以分为绝对误差和相对误差。按照其性质特点,误差又可分为系统误差、随机误差和粗大误差。

1.按表示形式分类

1)绝对误差

绝对误差定义为测得值与被测量的真值(常用约定真值代替)的差值。

绝对误差的特点:

(1)绝对误差是一个具有确定的大小、符号及单位的量值。单位给出了被测量的量纲,其单位与测得值相同。

(2)绝对误差不能完全说明测量的准确度,因此绝对误差不便于比较不同量值、不同单位、不同物理量等的准确度。

与误差绝对值相等、符号相反的值称为修正值,一般用c表示。在测量仪器中,修正值常以表格、曲线或公式的形式给出。在自动测量仪器中,还可将修正值编成程序存储在仪器中,仪器输出的是经过修正的测量结果。该已修正结果是将测量值加上修正值后的测量结果,这样可提高测量准确度。

2)相对误差

相对误差定义为绝对误差与被测量真值(常用约定真值代替)的比值。为估计相对误差方便起见,当约定真值也难以得到时,也可以近似用测量值来代替。

相对误差的特点:

(1)相对误差具有大小和符号,其量纲为1,一般用百分数来表示。

(2)相对误差常用来衡量测量的相对准确程度。

引用误差定义为测量器具的最大绝对误差与该标称范围上限(或量程)之比。可见,引用误差是一种相对误差,而且该相对误差是引用了特定值,即标称范围上限(或量程)得到的,故该误差又称为引用相对误差或满度误差。

2.按性质分类

1)系统误差

在相同测量条件下,对同一被测量进行多次测量,误差的绝对值和符号保持不变,或按一定规律变化,这类误差称为系统误差。前者称恒值误差,后者称变值误差。例如,测量仪表指针零点偏移将产生恒值系统误差;利用标准孔板测量蒸汽流量,由于实际测量时的蒸汽压力和温度与计算孔板孔径时所采用的数值存在差异,而引起变值测量误差。

系统误差就个体而言是具有规律的,其产生的原因往往是可知的。例如,由于仪表使用不当或测量时外界条件变化等因素。因此可以通过试验的方法加以消除,也可以通过引入修正值的方法加以修正。

2)随机误差

在相同测量条件下,对同一被测量进行多次测量,由于受到大量的、微小的随机因素的影响,测量误差的绝对值的大小和符号没有一定的规律,且无法简单估计,这类误差为随机误差。例如,仪表内部存在有摩擦和间隙等不规则变化,测量过程中外界环境(如气压、温度、湿度、电磁干扰等)的瞬间变化,测量过程中不稳定的读数等引起的误差。这类误差一般用统计理论来进行估计。

3)粗大误差

明显地歪曲了测量结果的误差称为粗大误差,大多是由于测量者粗心大意造成的,例如读数错误、记录或运算错误、测量过程中的失误等。粗大误差其数值往往大大地超过同样测量条件下的系统误差和随机误差,它对测量结果的歪曲是严重的,以至于使测量完全不可信赖。因此,粗大误差一经发现,必须从测量数据中剔除。

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