測(cè)量誤差理論(電子測(cè)量技術(shù)的測(cè)量誤差理論基本知識(shí))

1.電子測(cè)量技術(shù)的測(cè)量誤差理論基本知識(shí)

1.進(jìn)行各類(lèi)誤差的判別與原因分析；

2.進(jìn)行誤差的計(jì)算和比較；

3.運(yùn)用誤差傳播定律進(jìn)行相關(guān)分析計(jì)算。

本單元主要學(xué)習(xí)測(cè)量誤差的相關(guān)知識(shí)，誤差分類(lèi)與成因、誤差確定方法。

2.測(cè)量誤差基本知識(shí)有哪些

測(cè)量誤差基本知識(shí)包括： （一）測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 測(cè)量工作的實(shí)踐表明，觀測(cè)值中存在測(cè)量誤差，或者說(shuō)，測(cè)量誤差是不可避免的。

產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因，概括起來(lái)有以下三個(gè)方面：（1）人的原因。由于觀測(cè)者的感覺(jué)器官的鑒別能力存在局限性，所以，對(duì)于儀器的對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)等操作都會(huì)產(chǎn)生誤差。

另外，觀測(cè)者技術(shù)熟練程度也會(huì)給觀測(cè)成果帶來(lái)不同程度的影響。（2）儀器的原因。

每一種測(cè)量?jī)x器只具有一定的精確度，因此，使測(cè)量結(jié)果受到一定的影響。（3）外界環(huán)境的影響。

測(cè)量工作進(jìn)行時(shí)所處的外界環(huán)境中的空氣溫度、風(fēng)力、日光照射、大氣折光、煙霧等客觀情況時(shí)刻在變化，使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。 人、儀器和環(huán)境是測(cè)量工作得以進(jìn)行的必要條件，但是，這些觀測(cè)條件都有其本身的局限性和對(duì)測(cè)量的不利因素。

因此，測(cè)量成果中的誤差是不可避免的。 （二）測(cè)量誤差的分類(lèi)與處理原則 測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因和對(duì)觀測(cè)結(jié)果影響性質(zhì)的不同，可以分為粗差、系統(tǒng)誤差和偶然誤差三類(lèi)。

1.粗差 由于觀測(cè)者的粗心或各種干擾造成的特別大的誤差稱(chēng)為粗差。如瞄錯(cuò)目標(biāo)、讀錯(cuò)大數(shù)等，粗差有時(shí)也稱(chēng)錯(cuò)誤。

2.系統(tǒng)誤差 在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行一系列的觀測(cè)，如果出現(xiàn)的誤差在符號(hào)和數(shù)值上都相同，或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱(chēng)為“系統(tǒng)誤差”，系統(tǒng)誤差具有積累性。 系統(tǒng)誤差對(duì)觀測(cè)值的影響具有一定的數(shù)學(xué)或物理上的規(guī)律性。

如果這種規(guī)律性能夠被找到，則系統(tǒng)誤差對(duì)觀測(cè)的影響可加以改正，或者用一定的測(cè)量方法加以抵消或削弱。 3.偶然誤差 在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行一系列的觀測(cè)，如果誤差出現(xiàn)的符號(hào)和數(shù)值大小都不相同，從表面上看沒(méi)有任何規(guī)律性，這種誤差稱(chēng)為“偶然誤差”。

偶然誤差是由人力所不能控制的因素或無(wú)法估計(jì)的因素共同引起的測(cè)量誤差，其數(shù)值的正負(fù)、大小純屬偶然。 4.誤差處理原則 粗差是一種特別大的誤差，是由于觀測(cè)者的粗心大意或受到干擾所造成的錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤應(yīng)該可以避免，包含有錯(cuò)誤的觀測(cè)值應(yīng)該舍棄，并重新進(jìn)行觀測(cè)。 為了防止錯(cuò)誤的發(fā)生和提高觀測(cè)成果的精度，在測(cè)量工作中，一般需要進(jìn)行多于必要的觀測(cè)，稱(chēng)為“多余觀測(cè)”。

有了多余觀測(cè)，就可以發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中的錯(cuò)誤，以便將其剔除和重測(cè)。由于觀測(cè)值中的偶然誤差不可避免，有了多余觀測(cè)，觀測(cè)值之間必然產(chǎn)生矛盾（往返差、不符值、閉合差），根據(jù)差值的大小，可以評(píng)定測(cè)量的精度，差值如果大到一定程度，就認(rèn)為觀測(cè)值中有錯(cuò)誤（不屬于偶然誤差），稱(chēng)為誤差超限，應(yīng)予重測(cè)，差值如果不超限，則按偶然誤差的規(guī)律加以處理，稱(chēng)為閉合差的調(diào)整，以求得最可靠的數(shù)值。

至于觀測(cè)值中的系統(tǒng)誤差，應(yīng)該盡可能按其產(chǎn)生的原因和規(guī)律加以改正、抵消或削弱。例如，用鋼卷尺量距時(shí)，按其檢定結(jié)果，對(duì)量得長(zhǎng)度進(jìn)行尺長(zhǎng)改正。

5.偶然誤差的特性 通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，可以得出偶然誤差具有如下特性： （1）在一定觀測(cè)條件下的有限次觀測(cè)中，偶然誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的限值； （2）絕對(duì)值較小的誤差出現(xiàn)的頻率大，絕對(duì)值較大的誤差出現(xiàn)的頻率??； （3）絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差具有大致相等的頻率； （4）當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無(wú)限增大時(shí)，偶然誤差的理論平均值趨近于零，即偶然誤差具有抵償性。

3.什么是測(cè)量誤差

計(jì)量學(xué) 測(cè)量誤差：測(cè)量值（示值）減去真值（因測(cè)量都有誤差，所以真值并不存在）所以 測(cè)量誤差：測(cè)量值（示值）減去約定真值 表示可以有：絕對(duì)誤差（具有單位和正負(fù)號(hào)）、相對(duì)誤差（有單位是%，和正負(fù)號(hào)）、引用誤差（是指誤差與量程的的比值，主要用于壓力表等表盤(pán)式計(jì)量器具） 測(cè)量值：10002V 約定真值10000V 、、絕對(duì)誤差：10002V-10000V=2V 相對(duì)誤差：2V/10000V*100%=0.002% 當(dāng)量程為50000V時(shí)， 引用誤差：2V/50000V*100%=0.0004。

4.什么是測(cè)量誤差測(cè)量誤差分哪幾類(lèi)

在測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值之間的差值叫誤差。真實(shí)值或稱(chēng)真值是客觀存在的，是在一定時(shí)間及空間條件下體現(xiàn)事物的真實(shí)數(shù)值，但很難確切表達(dá)。測(cè)得值是測(cè)量所得的結(jié)果。這兩者之間總是或多或少存在一定的差異，就是測(cè)量誤差。

每一個(gè)物理量都是客觀存在，在一定的條件下具有不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀大小，人們將它稱(chēng)為該物理量的真值。進(jìn)行測(cè)量是想要獲得待測(cè)量的真值。然而測(cè)量要依據(jù)一定的理論或方法，使用一定的儀器，在一定的環(huán)境中，由具體的人進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)理論上存在著近似性，方法上難以很完善，實(shí)驗(yàn)儀器靈敏度和分辨能力有局限性，周?chē)h(huán)境不穩(wěn)定等因素的影響，待測(cè)量的真值 是不可能測(cè)得的，測(cè)量結(jié)果和被測(cè)量真值之間總會(huì)存在或多或少的偏差，這種偏差就叫做測(cè)量值的誤差。

測(cè)量誤差主要分為三大類(lèi)：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差。

誤差產(chǎn)生的原因可歸結(jié)為以下幾方面。

1、測(cè)量裝置誤差

2、環(huán)境誤差

3、測(cè)量方法誤差

4、人員誤差

5.什么是測(cè)量誤差,又分哪幾類(lèi)

按測(cè)量誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響性質(zhì)可分為：偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩類(lèi)。

(1)偶然誤差在同等觀測(cè)條件下，大小、符號(hào)變化呈偶然性（即無(wú)規(guī)律性），但從大量誤差的總體統(tǒng)計(jì)而言，又具有一定的規(guī)律性，這種誤差稱(chēng)為偶然誤差。觀測(cè)數(shù)據(jù)中的偶然誤差是普遍存在的，從在量觀測(cè)數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，由于偶然因素的影響（照準(zhǔn)、讀數(shù)外界條件和儀器本身等）使觀測(cè)數(shù)據(jù)忽大忽小，其符號(hào)呈正負(fù)變化，這種誤差即是偶然誤差。根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)理論可知：如果每個(gè)誤差項(xiàng)對(duì)其總得的影響都是均勻地小，沒(méi)有一項(xiàng)比其它項(xiàng)影響占絕對(duì)影響優(yōu)勢(shì)地位時(shí)，那么其和將服從或近似地服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量，故有時(shí)亦反偶然誤差稱(chēng)之為隨機(jī)誤差。

(2)系統(tǒng)誤差在相同觀測(cè)條件下，一系列觀測(cè)數(shù)據(jù)其誤差大小符號(hào)呈現(xiàn)出系統(tǒng)傾向性，或按一定規(guī)律變化，這種誤差稱(chēng)之為系統(tǒng)誤差。如鋼尺量距時(shí)，尺卡誤差所引起的距離誤差與所測(cè)距離長(zhǎng)度成正比，距離愈長(zhǎng)，積累誤差愈大，這種誤差屬于系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響一般具有累積的作用，它對(duì)成果質(zhì)量有著顯著的影響。系統(tǒng)誤差與偶然誤差在觀測(cè)過(guò)程中是同時(shí)產(chǎn)生的，觀測(cè)過(guò)程中，應(yīng)采取措施消除或削弱其影響，使系統(tǒng)誤差處于可以忽略不計(jì)的程度或在整個(gè)觀測(cè)誤差中處于次變的地位。當(dāng)系統(tǒng)誤差的存在對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響不能用簡(jiǎn)單的方法排除時(shí)，亦可在數(shù)據(jù)處理（軟件）中設(shè)法予以消除或削弱其影響。

6.測(cè)量誤差的分類(lèi)以及各種誤差的特點(diǎn)和減少的方法

分類(lèi)分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差，其中偶然誤差包括外界條件因素和人為觀測(cè)誤差。

系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是：由測(cè)量方法或系統(tǒng)本身造成的誤差，無(wú)可避免和降低，但是由于具有系統(tǒng)性，可以由一些方法消除（比如經(jīng)緯儀盤(pán)左盤(pán)右相減來(lái)消除系統(tǒng)誤差）；

偶然誤差的特點(diǎn)：對(duì)稱(chēng)性（正負(fù)差不多），峰值性（誤差小的比誤差大的要多），抵償性（相加接近0），有限性（誤差保持在一定范圍）。減少的方法就是正確觀測(cè)時(shí)間、避免觀測(cè)人的疲勞，考慮天氣等因素，并在觀測(cè)方法上改進(jìn)（如往返測(cè)）。

粗差的特點(diǎn)：沒(méi)有確定性。是由于人為錯(cuò)誤產(chǎn)生。