1-3测量误差及其消除方法解剖.ppt

* * * * * * * 无论是由于电工仪表本身的误差和测量方法不完善引起的误差，还是其他因素（外界环境的变化、操作者观测经验不足等）引起的误差，最终都会在测量结果上反映出来，即造成测量结果与被测量实际值存在差异，这种差异称为测量误差。 可见，测量误差是由多种原因共同造成的。那么，测量误差可以分为几类呢？它们分别是由哪些因素造成的呢？我们又如何来消除它们呢？ 根据产生测量误差的原因不同，测量误差可分为三类： 1、系统误差 2、偶然误差 3、疏失误差 定义：指在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均保持不变，而在条件改变时遵从一定规律变化的误差。 特点：具有一定的变化规律。 一、系统误差 1、测量仪表的误差。包括基本误差和附加误差。 2、测量方法的误差。 3、测量装置的安装或配线不当，周围环境条件的变化以及测量人员经验不足、反应不准等因素。 怎么会产生系统误差的呢? （1）测量设备的误差：由于标准度量、仪器仪表本身具有误差，例如刻度不准，结果在测量中就会造成系统误差。 基本误差：仪表在正常工作的条件下，由于仪表本身的结构、制造工艺等方面的不完善而产生的误差叫做基本误差。（仪表活动部分的摩擦、标度尺刻度不准、零件装配不当等。） 附加误差：仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差叫做附加误差。（温度、频率、波形的变化超出规定的使用条件，工作位置不当或存在外电场、外磁场的影响） 测量仪表的误差 （2）测量方法的误差 由于所用的测量方法不够完善而引起的误差。例如引用了近似公式，以及未能足够估计漏电、接触电阻、仪表内阻等对测量结果的影响。 系统误差表示了测量结果偏离其真实值的程度，反映了测量结果的准确性。系统误差越小，测量结果的准确度就越高。 1、对度量器及测量仪器进行校正。 2、消除误差的根源。 3、采用特殊的测量方法。 如何消除系统误差 （1）对度量器及测量仪器进行校正。在测量中，度量器和测量仪器的误差直接影响测量结果的准确度，所以在准确度要求较高的测量结果中，常引入校正值，以消除误差。 （2）消除误差的根源：选择合理的测量方法，配置恰当的测量仪器，改善仪表安装质量和配线方式，尽量使测量仪表在规定的使用条件下工作，测量前检查调整仪表零位以及采取屏蔽措施来消除外部磁场、电场等各种外界因素造成的影响。 （3）采用特殊的测量方法。 主要有： ①替代法。 ②正负消去法。 ③换位法。 替代法：在保持仪表读数状态不变的条件下，用等值的已知量去替代被测量。这样的测量结果就和测量仪表的误差及外界条件的影响无关，从而消除了系统误差。例如用电桥测电阻时，用标准电阻替代被测电阻，并调整标准电阻使电桥达到原来的平衡状态，则被测电阻值就等于这个标准电阻值，这就排除了电桥本身和外界因素的影响，消除了由它们所引起的系统误差。 正负消去法：如果第一次测量时误差为正，第二次测量时误差为负，则可对同一量反复测量两次，然后取两次测量的平均值，便可消除这种系统误差。例如指针式仪表，由于活动部分的摩擦作用，结果对同一大小的被测量，在其数值上升或下降情况下进行测量时，就会有不同的读数。为了消除这种系统误差，可使被测量由小增大到某一点，再从大减小到同一点，然后再取两次测量的平均值，就可消除摩擦所引起的系统误差。 换位法：当系统误差恒定不变时，在两次测量中使它从相反的方向影响测量结果，然后取其平均值，从而使这种系统误差得到消除。例如，用等比率臂电桥进行测量时，为了消除比率臂电阻值不准造成的误差，可以采取换臂措施，即将两个比率臂电阻的位置调换，再进行一次测量，然后取两次测量的平均值即可。 二、偶然误差 定义：偶然误差是一种大小和符号都不固定的误差，即在同一条件下对同一被测量反复测量时,各次的测量结果都不一致,没有确定的变化规律。所以又称为“随机误差”。 产生偶然误差的原因很多，如温度、湿度、磁场、电场、电源频率等的偶然变化都可能引起这种误差；此外，观测者本身感官分辨本领的限制，也是偶然误差的一个来源。 偶然误差反映了测量的精密度，偶然误差越小，精密度就越高。反之则精密度越低。 怎么样消除偶然误差呢？ 在足够多次的测量中，绝对值相等的正误差和负误差出现的机会(次数)是相同的，而且，小误差比大误差出现的机会总是更多。这样，在足够多次的测量中，偶然误差的