測(cè)量及測(cè)量誤差

為了有效地控制某個(gè)工業(yè)過(guò)程，首先必須獲取影響該過(guò)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(guò)程即為測(cè)量。測(cè)量過(guò)程是將校測(cè)變量與和它同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)員進(jìn)行比較的過(guò)程。測(cè)量結(jié)果可以用數(shù)值和測(cè)旦單位來(lái)表示，也可以用曲線(xiàn)或圖形來(lái)描述。
測(cè)量結(jié)果與被測(cè)變量的真值之差稱(chēng)為誤差。任何測(cè)量過(guò)程都不可避免地存在誤差。當(dāng)被變量不隨時(shí)間變化時(shí)，其測(cè)量誤差稱(chēng)為靜態(tài)誤差。當(dāng)被測(cè)變量隨時(shí)間而變化時(shí)，在測(cè)量過(guò)程中所產(chǎn)生的附加誤差稱(chēng)為動(dòng)態(tài)誤差。
根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)，可將共分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗差三類(lèi)。
1． 系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，多次測(cè)量同一被測(cè)量值的過(guò)程令出現(xiàn)的對(duì)值和符號(hào)或者保持不變，或者在條件變化時(shí)按其一規(guī)律變化。
系統(tǒng)誤差是由于測(cè)量工具本身的不準(zhǔn)確或安裝調(diào)整得不正確、測(cè)量人員的分辨能力或固有的讀數(shù)習(xí)慣、以及測(cè)量方法的理論根據(jù)有缺陷或采用了近似公式等原因所造成的。對(duì)于值和楞號(hào)均已知的系統(tǒng)誤差，可以通過(guò)引進(jìn)修正值的辦法予以消除，亦即在測(cè)量結(jié)果中加上一個(gè)與該系統(tǒng)誤差大小相同、符號(hào)相反的晝值，以補(bǔ)償系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在測(cè)量過(guò)程中，人們還可以通過(guò)采取適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，將系統(tǒng)誤差盡可能地予以減小或消除。
2． 隨機(jī)誤差
隨機(jī)誤差又稱(chēng)偶然誤差，它是在相同條件下多次測(cè)旦同一被測(cè)量值的過(guò)程中所出現(xiàn)的、值和符號(hào)以不可預(yù)計(jì)的方式變化的誤差。
隨機(jī)誤差主要是由于測(cè)量過(guò)程中校此獨(dú)立的各種隨機(jī)因素(例如．電磁場(chǎng)微變、空氣擾動(dòng)、大地微震等)對(duì)被測(cè)值的綜合影響所造成的。
單次測(cè)量的隨機(jī)誤差的大小和方向都是不可預(yù)料的，因此無(wú)法修正，也不能采用實(shí)驗(yàn)方法予以消除。但是，隨機(jī)誤差在多次測(cè)量的總體從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此可以利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)估計(jì)其影響。
3． 粗差
明顯地歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差稱(chēng)為粗差。這種誤差足由于測(cè)量操作者的粗心(如讀鉛、記錯(cuò)、算錯(cuò)數(shù)據(jù)等)、不正砌地操作、實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況尚未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙實(shí)驗(yàn)等原因所造成的。
含有粗差的測(cè)量值稱(chēng)為異常值或壞值。一般地說(shuō)，所有的壞值均應(yīng)從測(cè)旦結(jié)果中剔除，但對(duì)原因不明的可疑測(cè)量值應(yīng)根據(jù)一定的準(zhǔn)則進(jìn)行判斷，方可決定是否應(yīng)把該數(shù)值從測(cè)量結(jié)果中剔除掉。
二、準(zhǔn)確度、精密度、度
測(cè)量的準(zhǔn)確度取決于系統(tǒng)誤差的大小。系統(tǒng)誤差反映了測(cè)量結(jié)果與真位的偏離程度，系統(tǒng)誤鼓愈小，則測(cè)員的準(zhǔn)確度愈高。
測(cè)量的精密度取決于隨機(jī)誤差。因?yàn)殡S機(jī)誤控反映了在相同條件下對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)旦時(shí)，所得測(cè)量結(jié)果的離散程度。隨機(jī)誤差越小，測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性越好，測(cè)旦的精密度越高，反之亦然。
測(cè)量的梢確度反映了系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響程度。只有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都較小時(shí)，才具有較高的度。因此，為了提高測(cè)量的底必須設(shè)法消除系統(tǒng)誤差，并采取多次重復(fù)測(cè)量來(lái)估計(jì)隨機(jī)誤差的影響，以求出測(cè)量結(jié)果的zui可信賴(lài)值。
三、氣體檢測(cè)儀表的基本誤差限與度等級(jí)
儀表在規(guī)定的參比工作條件下確定的誤差稱(chēng)為基本誤差。這里所謂的工作條件，是指儀表工作時(shí)所經(jīng)受的條件包括環(huán)境壓力、環(huán)境溫度、電磁場(chǎng)、電源變化、重力、傾斜、輻射、沖擊、振動(dòng)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(nèi)變化，以至其對(duì)涸量的影響可忽略不計(jì)。
對(duì)于工業(yè)自動(dòng)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(cè)量范圍內(nèi)各處指示值的誤差不應(yīng)超過(guò)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(biāo)。