仪表测量误差与误差分类

在测量中由不完善，测量人员操作不当，测量中客观条件的变化等种种原因，都会使得测量值和被测量的真实值不符，即存在测量误差。由于真值难以得到，故在实践应用中都用实际值来代替真实值。即用比测量仪表更精确的标准仪表的测量值来代替真值，则测量的绝对误差可表示为：绝对误差=测量值-实际值。仪表测量误差还可以用相对误差和引用误差来表示。

1、相对误差

相对误差为绝对误差与实际值之比，常用百分数表示，即：相对误差=(测量值-实际值)÷实际值×100%。对于数值不同的测量值，以相对误差更能比较出测量的准确度，即相对误差越小，准确度就越高。

2、引用误差

引用误差为绝对误差与所用仪表的量程之比，也以百分数表示，即：引用误差=测量的绝对误差÷(测量仪表的上限值-测量仪表的下限值)×100%

一、仪表误差的分类

按测量误差的性质和特点，通常把测量误差分为系统误差、随机误差、粗大误差三类。

1、系统误差

在相同测量条件下多次重复测量同一量时，如果每次测量值的误差基本恒定不变，或者按某一规律变化，这种误差称为系统误差。系统误差主要来源有以下三个方面：

①　测量仪器和测量系统不够完善。如仪表刻度不准，校准用的标准仪表有误差都会造成测量系统误差。

②　仪表使用不当。如测量设备和电路的安装、调整不当，测量人员操作不熟练、读数方法不对引起的系统误差。

③　外界环境无法满足仪表使用条件：如仪表使用的环境温度、湿度、电磁场等不满足要求所引起的系统误差。

但系统误差的出现一般是有规律的，其产生的原因基本是可控的，因此在仪表的安装、使用、维修中应采取有效措施消除影响;对无法确定而未能消除的系统误差数值加以修正，以提高测量数据的准确度。

2、随机误差

当消除系统误差后，在同一条件下反复测量同一参数时，每次测量值仍会出现或大或小、或正或负的微小误差，这种误差称为随机误差。由于其无规律，偶然产生，故又称偶然误差。

3、粗大误差

由于操作人员的错误操作和粗心大意等原因，造成测量结果显著偏离被测量的实际值所出现的误差，称为粗大误差，粗大误差常表现为数值较大，且没有什么规律。因此在仪表维修中，仪表工要有高度的责任心，严格遵守操作规程，并有熟练的操作技术，来避免出现粗大误差的产生。

下面结合实例介绍弹簧管压力表的示值误差、回程误差、轻敲位移、零位误差的计算方法，让大家了解弹簧管压力误差计算。弹簧管压力表允许误差如表1所示。现以一只测量范围为0-1.6MPa，精度1.6级的压力表为例。按《JJG 52-2013 弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》的规定。

注1：使用中的1.5级压力表最大允许误差按1.6级计算，准确度等级可不更改。

注2：压力表最大允许误差应按其量程百分比计算。

①　示值误差计算

在弹簧管压力表测量范围内，示值误差应不大于表1所规定的允许误差，则测量上限(90%-100%)的误差为：△=(1.6-0)×(±2.5%)=±0.04MPa;其余部分的误差为：△=(1.6-0)×(±1.6%)=±0.0256MPa

②　回程误差计算

在弹簧管压力表测量范围内，回程误差应不大于表1所规定的允许误差绝对值。回程误差为：|△|=|±0.0256|=0.0256MPa

③　轻敲位移

轻敲压力表表壳后，指针示值变动量应不大于表1所规定的允许误差绝对值的二分之一。则轻敲位移的允差为：50%×|△|=50%×|±0.0256|=0.0128MPa

④　零位误差计算

零位允许误差有带止销和不带止销之分，其应不大于表1所规定的允许误差。本例的压力表是不带止销的，其零位误差为：1.6×|△|=1.6×|±0.0256|=±0.041MPa

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