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误差的基本概念

1.测量误差的定义  测量是一个变换、放大、比较、显示、读数等环节的综合过程。由于检测系统(仪表)不可能绝对精确,测量原理的局限、测量方法的不尽完善、环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状态等,也使得测量结果不能准确地反映被测量的真值而存在一定的偏差,这个偏差就是测量误差。  2.真值  一个量严格定义的理论值通常叫理论真值,如三角形三内角和为180o等。许多量由于理论真值在实际工作中难以获得,常用约定真值或相对真值来代替理论真值。  (1)约定真值   根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义,利用当今最先进科学技术复现这些实物单位基准,其值被公认为国际或国家基准,称为约定真值。例如,保存在国际计量局的1kg铂铱合金原器就是1kg质量的约定真值。在各地的实践中通常用这些约定真值国际基准或国家基准代替真值进行量值传递,也可对低一等级标准量值(标准器)或标准仪器进行比对、计量和校准。各地可用经过上级法定计量部门按规定定期送检、校验过的标准器或标准仪器及其修正值作为当地相应物理参量单位的约定真值。  (2)相对真值  如果高一级检测仪器(计量器具)的误差仅为低一级检测仪器误差的1/3~1/10,则可认为前者是后者的相对真值。例如,高精度石英钟的计时误差通常比普通机械闹钟的计时误差小1~2个数量级以上,因此高精度的石英钟可视为普通机械闹钟的相对真值。  3.标称值  计量或测量器具上标注的量值,称为标称值。如天平的砝码上标注的1g、精密电阻器上标注的100Ω等。由于制造工艺的不完备或环境条件发生变化,使这些计量或测量器具的实际值与其标称值之间存在一定的误差,使计量或测量器具的标称值存在不确定度(相关概念详见本章第五节),通常需要根据精度等级或误差范围进行估计。  4.示值  检测仪器(或系统)指示或显示(被测参量)的数值叫示值,也叫测量值或读数。由于传感器不可能绝对精确,信号调理、模/数转换不可避免地存在误差,加上测量时环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状态等,都可使得示值与实际值存在偏差。