仪表测量及测量误差

测量及测量误差
   为了有效地控制某个工业过程，首先必须获取影响该过程状况的各变量值的信息。以确定变量值为目的的信息获取过程即为测量。测量过程是将校测变量与和它同性质的标准员进行比较的过程。测量结果可以用数值和测旦单位来表示，也可以用曲线或图形来描述。
   测量结果与被测变量的真值之差称为误差。任何测量过程都不可避免地存在误差。当被变量不随时间变化时，其测量误差称为静态误差。当被测变量随时间而变化时，在测量过程中所产生的附加误差称为动态误差。
   根据测量误差的性质，可将共分为系统误差、随机误差和粗差三类。
   1．  系统误差
   系统误差是指在相同条件下，多次测量同一被测量值的过程令出现的对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按其一规律变化。
   系统误差是由于测量工具本身的不准确或安装调整得不正确、测量人员的分辨能力或固有的读数习惯、以及测量方法的理论根据有缺陷或采用了近似公式等原因所造成的。对于绝对值和楞号均已知的系统误差，可以通过引进修正值的办法予以消除，亦即在测量结果中加上一个与该系统误差大小相同、符号相反的昼值，以补偿系统误差对测量结果的影响。在测量过程中，人们还可以通过采取适当的测量方法，将系统误差尽可能地予以减小或消除。
   2．  随机误差
   随机误差又称偶然误差，它是在相同条件下多次测旦同一被测量值的过程中所出现的、绝对值和符号以不可预计的方式变化的误差。
   随机误差主要是由于测量过程中校此独立的各种随机因素(例如．电磁场微变、空气扰动、大地微震等)对被测值的综合影响所造成的。
   单次测量的随机误差的大小和方向都是不可预料的，因此无法修正，也不能采用实验方法予以消除。但是，随机误差在多次测量的总体从统计规律，因此可以利用概率论和数理统计的方法来估计其影响。
   3．  粗差
   明显地歪曲测量结果的误差称为粗差。这种误差足由于测量操作者的粗心(如读铅、记错、算错数据等)、不正砌地操作、实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙实验等原因所造成的。
   含有粗差的测量值称为异常值或坏值。一般地说，所有的坏值均应从测旦结果中剔除，但对原因不明的可疑测量值应根据一定的准则进行判断，方可决定是否应把该数值从测量结果中剔除掉。
   二、准确度、精密度、精确度
   测量的准确度取决于系统误差的大小。系统误差反映了测量结果与真位的偏离程度，系统误鼓愈小，则测员的准确度愈高。
   测量的精密度取决于随机误差。因为随机误控反映了在相同条件下对同一被测量进行多次测旦时，所得测量结果的离散程度。随机误差越小，测量结果的重复性越好，测旦的精密度越高，反之亦然。
   测量的梢确度反映了系统误差和随机误差的综合影响程度。只有系统误差和随机误差都较小时，才具有较高的精确度。因此，为了提高测量的精确底必须设法消除系统误差，并采取多次重复测量来估计随机误差的影响，以求出测量结果的最可信赖值。
   三、仪表的基本误差限与精确度等级
   仪表在规定的参比工作条件下确定的误差称为基本误差。这里所谓的工作条件，是指仪表工作时所经受的条件包括环境压力、环境温度、电磁场、电源变化、重力、倾斜、辐射、冲击、振动等。在参比工作条件下，只允许工作条件在很窄的一定范围内变化，以至其对涸量的影响可忽略不计。
   对于工业自动化仪表，常给出其基本误差的最大允许值，亦即基本误差限。在正常工作条件下，气体检测仪测量范围内各处指示值的误差不应超过此跟值。仪表的基本误差限是定员地描述仪表精确度的重要指标。