1.3 测量误差分析

1.3.1 测量误差的概念和分类

1. 有关测量技术中的部分名词

① 等精度测量，在同一条件下所进行的一系列重复测量称为等精度测量。

② 非等精度测量，在多次测量中，如对测量结果精确度有影响的一切条件不能完全维持不变的测量称为非等精度测量。

③ 真值，被测量本身所具有的真正值称为真值。真值是一个理想的概念，一般是不知道的，但在某些特定情况下，真值又是可知的，如一个整圆圆周角为360°等。

④ 实际值，误差理论指出，在排除系统误差的前提下，对于精密测量，当测量次数无限多时，测量结果的算术平均值极接近于真值，因而可将它视为被测量的真值。但是测量次数是有限的，故按有限测量次数得到的算术平均值，只是统计平均值的近似值，而且由于系统误差不可能完全被排除，因此通常只能把精度更高一级的标准器具所测得的值作为真值。为了强调它并非是真正的真值，故把它称为实际值。

⑤ 标称值，测量器具上所标出来的数值。

⑥ 示值，由测量器具读数装置所指示出来的被测量的数值。

⑦ 测量误差，用测量器具进行测量时，所测量出来的数值与被测量的实际值（或真值）之间的差值。

2. 测量误差的分类

按照误差出现的规律，可把测量误差分为系统误差、随机误差（也称为偶然误差）和粗大误差3类。

（1）系统误差

在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按一定规律变化的误差称为系统误差，简称系差。

引起系统误差的主要因素有：材料、零部件及工艺的缺陷，标准量值、仪器刻度的不准确，环境温度、压力的变化，其他外界干扰。

（2）随机误差

在同一测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差称为随机误差。

随机误差是由很多复杂因素的微小变化的总和引起的，如仪表中传动部件的间隙和摩擦、连接件的弹性变形、电子元器件的老化等。随机误差具有随机变量的一切特点，在一定条件下服从统计规律，可以用统计规律描述，从理论上估计对测量结果的影响。

（3）粗大误差

超出规定条件下预期的误差称为粗大误差，简称粗差，或称寄生误差。

粗大误差值明显歪曲测量结果。在测量或数据处理中，如果发现某次测量结果所对应的误差特别大或特别小时，应判断是否属于粗大误差，如属粗大误差，此值应舍去不用。