測量及測量誤差

測量及測量誤差

為了有效地控制某個工業過程，首先必須獲取影響該過程狀況的各變量值的信息。以確定變量值為目的的信息獲取過程即為測量。測量過程是將校測變量與和它同性質的標準員進行比較的過程。測量結果可以用數值和測旦單位來表示，也可以用曲線或圖形來描述。
測量結果與被測變量的真值之差稱為誤差。任何測量過程都不可避免地存在誤差。當被變量不隨時間變化時，其測量誤差稱為靜態誤差。當被測變量隨時間而變化時，在測量過程中所產生的附加誤差稱為動態誤差。
根據測量誤差的性質，可將共分為系統誤差、隨機誤差和粗差三類。
1． 系統誤差
系統誤差是指在相同條件下，多次測量同一被測量值的過程令出現的對值和符號或者保持不變，或者在條件變化時按其一規律變化。
系統誤差是由于測量工具本身的不準確或安裝調整得不正確、測量人員的分辨能力或固有的讀數習慣、以及測量方法的理論根據有缺陷或采用了近似公式等原因所造成的。對于值和楞號均已知的系統誤差，可以通過引進修正值的辦法予以消除，亦即在測量結果中加上一個與該系統誤差大小相同、符號相反的晝值，以補償系統誤差對測量結果的影響。在測量過程中，人們還可以通過采取適當的測量方法，將系統誤差盡可能地予以減小或消除。
2． 隨機誤差
隨機誤差又稱偶然誤差，它是在相同條件下多次測旦同一被測量值的過程中所出現的、值和符號以不可預計的方式變化的誤差。
隨機誤差主要是由于測量過程中校此獨立的各種隨機因素(例如．電磁場微變、空氣擾動、大地微震等)對被測值的綜合影響所造成的。
單次測量的隨機誤差的大小和方向都是不可預料的，因此無法修正，也不能采用實驗方法予以消除。但是，隨機誤差在多次測量的總體從統計規律，因此可以利用概率論和數理統計的方法來估計其影響。
3． 粗差
明顯地歪曲測量結果的誤差稱為粗差。這種誤差足由于測量操作者的粗心(如讀鉛、記錯、算錯數據等)、不正砌地操作、實驗條件的突變或實驗狀況尚未達到預想的要求而匆忙實驗等原因所造成的。
含有粗差的測量值稱為異常值或壞值。一般地說，所有的壞值均應從測旦結果中剔除，但對原因不明的可疑測量值應根據一定的準則進行判斷，方可決定是否應把該數值從測量結果中剔除掉。
二、準確度、精密度、度
測量的準確度取決于系統誤差的大小。系統誤差反映了測量結果與真位的偏離程度，系統誤鼓愈小，則測員的準確度愈高。
測量的精密度取決于隨機誤差。因為隨機誤控反映了在相同條件下對同一被測量進行多次測旦時，所得測量結果的離散程度。隨機誤差越小，測量結果的重復性越好，測旦的精密度越高，反之亦然。
測量的梢確度反映了系統誤差和隨機誤差的綜合影響程度。只有系統誤差和隨機誤差都較小時，才具有較高的度。因此，為了提高測量的底必須設法消除系統誤差，并采取多次重復測量來估計隨機誤差的影響，以求出測量結果的zui可信賴值。
三、氣體檢測儀表的基本誤差限與度等級
儀表在規定的參比工作條件下確定的誤差稱為基本誤差。這里所謂的工作條件，是指儀表工作時所經受的條件包括環境壓力、環境溫度、電磁場、電源變化、重力、傾斜、輻射、沖擊、振動等。在參比工作條件下，只允許工作條件在很窄的一定范圍內變化，以至其對涸量的影響可忽略不計。
對于工業自動化儀表，常給出其基本誤差的zui大允許值，亦即基本誤差限。在正常工作條件下，儀表測量范圍內各處指示值的誤差不應超過此跟值。儀表的基本誤差限是定員地描述儀表度的重要指標。