測量誤差理論(電子測量技術的測量誤差理論基本知識)

1.電子測量技術的測量誤差理論基本知識

1.進行各類誤差的判別與原因分析；

2.進行誤差的計算和比較；

3.運用誤差傳播定律進行相關分析計算。

本單元主要學習測量誤差的相關知識，誤差分類與成因、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 測量工作的實踐表明，觀測值中存在測量誤差，或者說，測量誤差是不可避免的。

產(chǎn)生測量誤差的原因，概括起來有以下三個方面：（1）人的原因。由于觀測者的感覺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(shù)等操作都會產(chǎn)生誤差。

另外，觀測者技術熟練程度也會給觀測成果帶來不同程度的影響。（2）儀器的原因。

每一種測量儀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。

測量工作進行時所處的外界環(huán)境中的空氣溫度、風力、日光照射、大氣折光、煙霧等客觀情況時刻在變化，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行的必要條件，但是，這些觀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）測量誤差的分類與處理原則 測量誤差按其產(chǎn)生的原因和對觀測結果影響性質(zhì)的不同，可以分為粗差、系統(tǒng)誤差和偶然誤差三類。

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

2.系統(tǒng)誤差 在相同的觀測條件下，對某一量進行一系列的觀測，如果出現(xiàn)的誤差在符號和數(shù)值上都相同，或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為“系統(tǒng)誤差”，系統(tǒng)誤差具有積累性。 系統(tǒng)誤差對觀測值的影響具有一定的數(shù)學或物理上的規(guī)律性。

如果這種規(guī)律性能夠被找到，則系統(tǒng)誤差對觀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 在相同的觀測條件下，對某一量進行一系列的觀測，如果誤差出現(xiàn)的符號和數(shù)值大小都不相同，從表面上看沒有任何規(guī)律性，這種誤差稱為“偶然誤差”。

偶然誤差是由人力所不能控制的因素或無法估計的因素共同引起的測量誤差，其數(shù)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，包含有錯誤的觀測值應該舍棄，并重新進行觀測。 為了防止錯誤的發(fā)生和提高觀測成果的精度，在測量工作中，一般需要進行多于必要的觀測，稱為“多余觀測”。

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

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

5.偶然誤差的特性 通過統(tǒng)計分析，可以得出偶然誤差具有如下特性： （1）在一定觀測條件下的有限次觀測中，偶然誤差的絕對值不會超過一定的限值； （2）絕對值較小的誤差出現(xiàn)的頻率大，絕對值較大的誤差出現(xiàn)的頻率?。?（3）絕對值相等的正、負誤差具有大致相等的頻率； （4）當觀測次數(shù)無限增大時，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 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， 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

在測量時，測量結果與實際值之間的差值叫誤差。真實值或稱真值是客觀存在的，是在一定時間及空間條件下體現(xiàn)事物的真實數(shù)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。

每一個物理量都是客觀存在，在一定的條件下具有不以人的意志為轉移的客觀大小，人們將它稱為該物理量的真值。進行測量是想要獲得待測量的真值。然而測量要依據(jù)一定的理論或方法，使用一定的儀器，在一定的環(huán)境中，由具體的人進行。由于實驗理論上存在著近似性，方法上難以很完善，實驗儀器靈敏度和分辨能力有局限性，周圍環(huán)境不穩(wěn)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：系統(tǒng)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

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(tǒng)誤差兩類。

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

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

6.測量誤差的分類以及各種誤差的特點和減少的方法

分類分為系統(tǒng)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測誤差。

系統(tǒng)誤差的特點是：由測量方法或系統(tǒng)本身造成的誤差，無可避免和降低，但是由于具有系統(tǒng)性，可以由一些方法消除（比如經(jīng)緯儀盤左盤右相減來消除系統(tǒng)誤差）；

偶然誤差的特點：對稱性（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測時間、避免觀測人的疲勞，考慮天氣等因素，并在觀測方法上改進（如往返測）。

粗差的特點：沒有確定性。是由于人為錯誤產(chǎn)生。