测量误差理论(电子测量技术的测量误差理论基本知识)

1.电子测量技术的测量误差理论基本知识

1.进行各类误差的判别与原因分析；

2.进行误差的计算和比较；

3.运用误差传播定律进行相关分析计算。

本单元主要学习测量误差的相关知识，误差分类与成因、误差确定方法。

2.测量误差基本知识有哪些

测量误差基本知识包括： （一）测量误差产生的原因 测量工作的实践表明，观测值中存在测量误差，或者说，测量误差是不可避免的。

产生测量误差的原因，概括起来有以下三个方面：（1）人的原因。由于观测者的感觉器官的鉴别能力存在局限性，所以，对于仪器的对中、整平、瞄准、读数等操作都会产生误差。

另外，观测者技术熟练程度也会给观测成果带来不同程度的影响。（2）仪器的原因。

每一种测量仪器只具有一定的精确度，因此，使测量结果受到一定的影响。（3）外界环境的影响。

测量工作进行时所处的外界环境中的空气温度、风力、日光照射、大气折光、烟雾等客观情况时刻在变化，使测量结果产生误差。 人、仪器和环境是测量工作得以进行的必要条件，但是，这些观测条件都有其本身的局限性和对测量的不利因素。

因此，测量成果中的误差是不可避免的。 （二）测量误差的分类与处理原则 测量误差按其产生的原因和对观测结果影响性质的不同，可以分为粗差、系统误差和偶然误差三类。

1.粗差 由于观测者的粗心或各种干扰造成的特别大的误差称为粗差。如瞄错目标、读错大数等，粗差有时也称错误。

2.系统误差 在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果出现的误差在符号和数值上都相同，或按一定的规律变化，这种误差称为“系统误差”，系统误差具有积累性。 系统误差对观测值的影响具有一定的数学或物理上的规律性。

如果这种规律性能够被找到，则系统误差对观测的影响可加以改正，或者用一定的测量方法加以抵消或削弱。 3.偶然误差 在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面上看没有任何规律性，这种误差称为“偶然误差”。

偶然误差是由人力所不能控制的因素或无法估计的因素共同引起的测量误差，其数值的正负、大小纯属偶然。 4.误差处理原则 粗差是一种特别大的误差，是由于观测者的粗心大意或受到干扰所造成的错误。

错误应该可以避免，包含有错误的观测值应该舍弃，并重新进行观测。 为了防止错误的发生和提高观测成果的精度，在测量工作中，一般需要进行多于必要的观测，称为“多余观测”。

有了多余观测，就可以发现观测值中的错误，以便将其剔除和重测。由于观测值中的偶然误差不可避免，有了多余观测，观测值之间必然产生矛盾（往返差、不符值、闭合差），根据差值的大小，可以评定测量的精度，差值如果大到一定程度，就认为观测值中有错误（不属于偶然误差），称为误差超限，应予重测，差值如果不超限，则按偶然误差的规律加以处理，称为闭合差的调整，以求得最可靠的数值。

至于观测值中的系统误差，应该尽可能按其产生的原因和规律加以改正、抵消或削弱。例如，用钢卷尺量距时，按其检定结果，对量得长度进行尺长改正。

5.偶然误差的特性 通过统计分析，可以得出偶然误差具有如下特性： （1）在一定观测条件下的有限次观测中，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值； （2）绝对值较小的误差出现的频率大，绝对值较大的误差出现的频率小； （3）绝对值相等的正、负误差具有大致相等的频率； （4）当观测次数无限增大时，偶然误差的理论平均值趋近于零，即偶然误差具有抵偿性。

3.什么是测量误差

计量学 测量误差：测量值（示值）减去真值（因测量都有误差，所以真值并不存在）所以 测量误差：测量值（示值）减去约定真值 表示可以有：绝对误差（具有单位和正负号）、相对误差（有单位是%，和正负号）、引用误差（是指误差与量程的的比值，主要用于压力表等表盘式计量器具） 测量值：10002V 约定真值10000V 、、绝对误差：10002V-10000V=2V 相对误差：2V/10000V*100%=0.002% 当量程为50000V时， 引用误差：2V/50000V*100%=0.0004。

4.什么是测量误差测量误差分哪几类

在测量时，测量结果与实际值之间的差值叫误差。真实值或称真值是客观存在的，是在一定时间及空间条件下体现事物的真实数值，但很难确切表达。测得值是测量所得的结果。这两者之间总是或多或少存在一定的差异，就是测量误差。

每一个物理量都是客观存在，在一定的条件下具有不以人的意志为转移的客观大小，人们将它称为该物理量的真值。进行测量是想要获得待测量的真值。然而测量要依据一定的理论或方法，使用一定的仪器，在一定的环境中，由具体的人进行。由于实验理论上存在着近似性，方法上难以很完善，实验仪器灵敏度和分辨能力有局限性，周围环境不稳定等因素的影响，待测量的真值 是不可能测得的，测量结果和被测量真值之间总会存在或多或少的偏差，这种偏差就叫做测量值的误差。

测量误差主要分为三大类：系统误差、随机误差、粗大误差。

误差产生的原因可归结为以下几方面。

1、测量装置误差

2、环境误差

3、测量方法误差

4、人员误差

5.什么是测量误差,又分哪几类

按测量误差对测量结果的影响性质可分为：偶然误差和系统误差两类。

(1)偶然误差在同等观测条件下，大小、符号变化呈偶然性（即无规律性），但从大量误差的总体统计而言，又具有一定的规律性，这种误差称为偶然误差。观测数据中的偶然误差是普遍存在的，从在量观测数据中可以发现，由于偶然因素的影响（照准、读数外界条件和仪器本身等）使观测数据忽大忽小，其符号呈正负变化，这种误差即是偶然误差。根据概率统计理论可知：如果每个误差项对其总得的影响都是均匀地小，没有一项比其它项影响占绝对影响优势地位时，那么其和将服从或近似地服从正态分布的随机变量，故有时亦反偶然误差称之为随机误差。

(2)系统误差在相同观测条件下，一系列观测数据其误差大小符号呈现出系统倾向性，或按一定规律变化，这种误差称之为系统误差。如钢尺量距时，尺卡误差所引起的距离误差与所测距离长度成正比，距离愈长，积累误差愈大，这种误差属于系统误差。系统误差对观测结果的影响一般具有累积的作用，它对成果质量有着显著的影响。系统误差与偶然误差在观测过程中是同时产生的，观测过程中，应采取措施消除或削弱其影响，使系统误差处于可以忽略不计的程度或在整个观测误差中处于次变的地位。当系统误差的存在对观测结果的影响不能用简单的方法排除时，亦可在数据处理（软件）中设法予以消除或削弱其影响。

6.测量误差的分类以及各种误差的特点和减少的方法

分类分为系统误差、偶然误差和粗差，其中偶然误差包括外界条件因素和人为观测误差。

系统误差的特点是：由测量方法或系统本身造成的误差，无可避免和降低，但是由于具有系统性，可以由一些方法消除（比如经纬仪盘左盘右相减来消除系统误差）；

偶然误差的特点：对称性（正负差不多），峰值性（误差小的比误差大的要多），抵偿性（相加接近0），有限性（误差保持在一定范围）。减少的方法就是正确观测时间、避免观测人的疲劳，考虑天气等因素，并在观测方法上改进（如往返测）。

粗差的特点：没有确定性。是由于人为错误产生。