测量误差的基本概念

使用任何仪器进行测量时，都存在测量误差。测量结果与测量的真值之间的差异，称为测量误差。真值就是一个量所具有的真实数值。真值是一个理想概念，实际应用中通常用实际值来替代真值。实际值是根据测量误差的要求，用更高一级的标准器具测量所得之值。

一、测量误差的表示方法

测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。

1、绝对误差是指被测量的测量值与其真值之差。与绝对误差的大小相等，但符号相反的量值称为修正值。绝对误差只能说明测量结果偏离实际值的情况，不能确切反映测量的准确程度。

2、相对误差是指绝对误差与被测量的真值之比。相对误差是两个相同量纲的量的比值，只有大小和符号。

测量中常用绝对误差与仪器的满刻度值之比来表示相对误差，称为引用相对误差。测量仪器使用最大引用相对误差表示它的准确度，它反应了仪器综合误差的大小。

电工仪表一般分为7级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。当仪表的准确度等级确定以后，示值越接近量程，示值相对误差越小。所以测量时要注意选择量程，尽量使仪表指示在满度值的2/3以上区域。

二、测量误差的来源

1、仪器误差，是测量仪器本身及其附件引入的误差。例如仪器的零点漂移、刻度不准确等引起的误差。

2、影响误差，是指由于温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等环境因素和仪表要求条件不一致而引起的误差。

3、方法误差，是指由于测量方法不合理而造成的误差。

4、人身误差，是指测量人员由于分辨力、视力疲劳、不良习惯或缺乏责任心，如读错数字、操作不当等引起的误差。

5、测量对象变化误差，是指由于测量过程中测量对象的变化使得测量值不准确而引起的误差。

三、测量误差的分类

按性质可分为三类：系统误差、随机误差、过失误差。

1、系统误差是指在确定的测试条件下，误差的数值(大小和符号)保持恒定或在条件改变时按一定规律变化的误差，也叫确定性误差。系统误差常用来表示测量的正确度。系统误差越小，则正确度越高。

2、随机误差是指在相同测试条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，也叫偶然误差。它是由一些对测量值影响较微小，又互不相关的多种因素共同造成的。随机误差是没有规律的、不可预知不能控制的，也无法用实验的方法加以消除。

随机误差反应了测量结果的精密度，随机误差越小，测量精密度越高。

系统误差和随机误差的综合影响决定测量结果的准确度，准确度越高，表示正确度和精密度越高，即系统误差和随机误差越小。

3、过失误差指在一定的测量条件下，测量值明显偏离实际值所造成的测量误差。也称为坏值，应予剔除。

四、不确定度

由于测量误差的存在而对被测量的真值不能确定的程度，是表征被测量的真值所处的量值范围的评定。它是通过多次重复的测量，用统计学的方法或其它方法估算得来的。