测量误差的来源有哪些
在日常的产业中,产品检验结果的质量分析,应该分为两个方向考虑,一是看测量数据的准确性,另一个要看测量数据的可靠性。那么涉及到测量,就会出现测量误差,而有些误差是不可避免的。
测量误差的来源有哪些
实际测量中,产生测量误差的因素很多,主要原因有以下几个方面:
(1)测量方法误差
测量方法误差是指由于测量方法不完善所引起的误差,包括:工件安装、定位不合理或测头偏离、测量基准面本身的误差和计算不准确等所造成的误差。
(2)计量器具误差
计量器具误差是指计量器具本身在设计、制造和使用过程中造成的各项误差,包括原理误差、制造和调整误差、测量力引起的测量误差等。这些误差的综合反映可用计量器具的示值精度或不确定度来表示。
(3)基准件误差
基准件误差是指作为标准量的基准件本身存在的制造误差和检定误差。例如,用量块作为基准件调整计量器具的零位时,量块的误差会直接影响测得值。因此,为保证一定的测量精度,必须选择一定精度的量块。
(4)测量环境误差
测量环境误差是指测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差,包括温度、湿度、气压、振动、照明等不符合标准以及计量器具或工件上有灰尘等引起的误差。
其中,温度对测量结果的影响最大。图样上标注的各种尺寸、公差和极限偏差都是以标准温度20℃为依据的。
测量时应根据测量精度的要求,合理控制环境温度,以减小温度对测量精度的影响。
(5)人为误差
人为误差是指由于测量人员的主观因素所引起的人为差错。如测量人员技术不熟练、使用计量器具不正确、视觉偏差、估读判断错误等引起的误差。
测量误差的处理方法
仪表测量误差是不可能绝对消除的,但要尽可能减小误差对测量结果的影响,使其减小到允许的范围内。
消除测量误差,应根据误差的来源和性质,采取相应的措施和方法。必须指出,一个测量结果中既存在系统误差,又存在偶然误差,要截然区分两者是不容易的。所以应根据测量的要求和两者对测量结果的影响程度,选择消除方法。一般情况下,在对精密度要求不高的工程测量中,主要考虑对系统误差的消除;而在科研、计量等对测量准确度和精密度要求较高的测量中,必须同时考虑消除上述两种误差。
系统误差的消除方法:
对测量仪表进行校正在准确度要求较高的测量结果中,引入校正值进行修正。
消除产生误差的根源即正确选择测量方法和测量仪器,尽量使测量仪表在规定的使,用条件下工作,消除各种外界因素造成的影响。
采用特殊的测量方法如正负误差补偿法、替代法等。例如,用电流表测量电流时,考虑至外磁场对读数的影响,可以把电流表转动180度,进行两次测量。在两次测量中,必然出现一次读数偏大,而另一次读数偏小,取两次读数的平均值作为测量结果,其正负误差抵消,可以有效地消除外磁场对测量的影响。
随机的消除方法:
消除随机误差可采用在同一条件下,对被测量进行足够多次的重复测量,取其平均值作为测量结果的方法。根据统计学原理可知,在足够多次的重复测量中,正误差和负误差出现的可能性几平相同,因此随机误差的平均值几平为零。所以,在测量仪器仪表选定以后,测量次数是保证测量精密度的前提。
测量误差的基本概念
1、误差的定义:
误差=测得值-真值;
因此,误差是一个值,数学上就是坐标轴上的一个点,是具有正负号的一个数值。
2、误差的表示方法:
①绝对误差:
绝对误差=测量值-真值(约定真值)。
在检定工作中,常用高一等级准确度的标准作为真值而获得绝对误差。
如:用一等活塞压力计校准二等活塞压力计,一等活塞压力计示值为100.5N/cm2,二等活塞压力计示值为100.2N/cm2,则二等活塞压力计的测量误差为-0.3N/cm2。
②相对误差:
相对误差=绝对误差/真值X100%。
相对误差没有单位,但有正负。
如:用一等标准水银温度计校准二等标准水银温度计,一等标准水银温度计测得20.2℃,二等标准水银温度计测得20.3℃,则二等标准水银温度计的相对误差为0.5%。
③引用误差:
引用误差=示值误差/测量范围上限(或指定值)X100%。
引用误差是一种简化和实用方便的仪器仪表示值的相对误差。
如测量范围上限为3000N的工作测力计,在校准示值2400N处的示值为2392.8N,则其引用误差为-0.3%。