測量及測量誤差

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