文档介绍：第2章
测量误差和测量结果处理
问题:
我们要知道市电的电压值,如何测量?
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交流电压测得值
误差
测量误差的来源
误差的分类
随机误差分析
系统误差分析
系统误差的合成
测量数据的处理
误差
一、误差
一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值称作它的真值。要想得到真值,必须利用理想的量具或测量仪器进行无误差的测量。由此可推断,物理量的真值实际上是无法测得的。这首先因为,“理想”量具或测量仪器即测量过程的参考比较标准(或叫计量标准)只是一个纯理论值,
由于绝对真值是不可知的,所以一般由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准(或基准),以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。这在第一章中已有叙述。例如指定国家天文台保存的铯钟组所产生的特定条件下铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192 631770个周期的持续时间为1s(秒)等。国际间通过互相比对保持一定程度的一致。指定值也叫约定真值,一般就用来代替真值。
实际测量中,不可能都直接与国家基准相比对,所以国家通过一系列的各级实物计量标准构成量值传递网,把国家基准所体现的计量单位逐级比较传递到日常工作仪器或量具上去。在每一级的比较中,都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值,通常称为实际值,也叫作相对真值。比如如果更高一级测量器具的误差为本级测量器具误差的1/3到 1/10,就可以认为更高一级测量器具的测得值(示值)为真值。在面的叙述中,不再对实际值和真值加以区别。
4. 标称值
测量器具上标定的数值称为标称值。如标准砝码上标出的1 kg,标准电阻上标出的 1Ω,标准电池上标出来的电动势1 .018 6V,标准信号发生器度盘上标出的输出正弦波的频率100kHz等。由于制造和测量精度不够以及环境等因素的影响,标称值并不一定等于它的真值或实际值。为此,在标出测量器具的标称值时,通常还要标出它的误差范围或准确度等级。
由测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值,也称测量器具的测得值或测量值,它包括数值和单位。一般地说,示值与测量仪表的读数有区别,读数是仪器刻度盘上直接读到的数字。例如以100分度表示50mA的电流表,当指针指在刻度盘上的50处时,读数是50,而值是25mA。对于数字显示仪表,通常示值和读数是统一的。
在实际测量中,由于测量器具不准确,测量手段不完善,环境影响,测量操作不熟练及工作疏忽等因素,都会导致测量结果与破测量真值不同。测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异,称为测量误差。测量误差的存在具有必然性和普遍性,人们只能根据需要和可能,将其限制在一定范围内而不可能完全加以消除。人们进行测量的目的,通常是为了获得尽可能接近真值的测量结果,如果测量误差超出一定限度,测量工作及由测量结果所得出的结论就失去了意义。