測量誤差與誤差分類

2021-01-21 精機質量

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在測量中由於系統不完善,測量人員操作不當,測量中客觀條件的變化等種種原因,都會使得測量值和被測量的真實值不符,即存在測量誤差。由於真值難以得到,故在實踐應用中都用實際值來代替真實值。即用比測量儀表更精確的標準儀表的測量值來代替真值,則測量的絕對誤差可表示為:絕對誤差=測量值-實際值。儀表測量誤差還可以用相對誤差和引用誤差來表示。 

1、相對誤差

相對誤差為絕對誤差與實際值之比,常用百分數表示,即:相對誤差=(測量值-實際值)÷實際值×100%。對於數值不同的測量值,以相對誤差更能比較出測量的準確度,即相對誤差越小,準確度就越高。 

2、引用誤差

引用誤差為絕對誤差與所用儀表的量程之比,也以百分數表示,即:引用誤差=測量的絕對誤差÷(測量儀表的上限值-測量儀表的下限值)×100% 

儀表誤差的分類 

按測量誤差的性質和特點,通常把測量誤差分為系統誤差、隨機誤差、粗大誤差三類。 

1、系統誤差 

在相同測量條件下多次重複測量同一量時,如果每次測量值的誤差基本恆定不變,或者按某一規律變化,這種誤差稱為系統誤差。系統誤差主要來源有以下三個方面: 

測量儀器和測量系統不夠完善。如儀表刻度不準,校準用的標準儀表有誤差都會造成測量系統誤差。

儀表使用不當。如測量設備和電路的安裝、調整不當,測量人員操作不熟練、讀數方法不對引起的系統誤差。

外界環境無法滿足儀表使用條件:如儀表使用的環境溫度、溼度、電磁場等不滿足要求所引起的系統誤差。

但系統誤差的出現一般是有規律的,其產生的原因基本是可控的,因此在儀表的安裝、使用、維修中應採取有效措施消除影響;對無法確定而未能消除的系統誤差數值加以修正,以提高測量數據的準確度。 

2、隨機誤差 

當消除系統誤差後,在同一條件下反覆測量同一參數時,每次測量值仍會出現或大或小、或正或負的微小誤差,這種誤差稱為隨機誤差。由於其無規律,偶然產生,故又稱偶然誤差。 

3、粗大誤差 

由於操作人員的錯誤操作和粗心大意等原因,造成測量結果顯著偏離被測量的實際值所出現的誤差,稱為粗大誤差,粗大誤差常表現為數值較大,且沒有什麼規律。因此在儀表維修中,儀表工要有高度的責任心,嚴格遵守操作規程,並有熟練的操作技術,來避免出現粗大誤差的產生。

下面結合實例介紹彈簧管壓力表的示值誤差、回程誤差、輕敲位移、零位誤差的計算方法,讓大家了解彈簧管壓力誤差計算。彈簧管壓力表允許誤差如表1所示。現以一隻測量範圍為0-1.6MPa,精度1.6級的壓力表為例。按《JJG 52-2013 彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》的規定。 

注1:使用中的1.5級壓力表最大允許誤差按1.6級計算,準確度等級可不更改。

注2:壓力表最大允許誤差應按其量程百分比計算。 

(1)示值誤差計算

在彈簧管壓力表測量範圍內,示值誤差應不大於表1所規定的允許誤差,則測量上限(90%-100%)的誤差為:△=(1.6-0)×(±2.5%)=±0.04MPa;其餘部分的誤差為:△=(1.6-0)×(±1.6%)=±0.0256MPa 

(2)回程誤差計算

在彈簧管壓力表測量範圍內,回程誤差應不大於表1所規定的允許誤差絕對值。回程誤差為:|△|=|±0.0256|=0.0256MPa 

(3)輕敲位移

輕敲壓力表表殼後,指針示值變動量應不大於表1所規定的允許誤差絕對值的二分之一。則輕敲位移的允差為:50%×|△|=50%×|±0.0256|=0.0128MPa 

(4)零位誤差計算

零位允許誤差有帶止銷和不帶止銷之分,其應不大於表1所規定的允許誤差。本例的壓力表是不帶止銷的,其零位誤差為:1.6×|△|=1.6×|±0.0256|=±0.041MPa




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