1、按誤差的性質分類
根據測量誤差的性質(或出現的規律),產生的原因,測量誤差可分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差三類。
(1)系統誤差
在相同條件下,多次重復測量同一被測參量時,其測量誤差的大小和符號保持不變,或在條件改變時,誤差按某一確定的規律變化,這種測量誤差稱為系統誤差。誤差值恒定不變的又稱為定值系統誤差,誤差值變化的則稱為變值系統誤差。變值系統誤差又可分為累進性的、周期性的以及按復雜規律變化的幾種。
系統誤差產生的原因大體上有:測量所用的工具(儀器、量具等)本身性能不完善或安裝、布置、調整不當而產生的誤差;在測量過程中因溫度、濕度、氣壓、電磁干擾等環境條件發生變化所產生的誤差;因測量方法不完善、或者測量所依據的理論本身不完善等原因所產生的誤差;因操作人員視讀方式不當造成的讀數誤差等??傊?,系統誤差的特征是測量誤差出現的有規律性和產生原因的可知性。系統誤差產生的原因和變化規律一般可通過實驗和分析查出。因此,系統誤差可被設法確定并消除。
測量結果的準確度由系統誤差來表征,系統誤差愈小,則表明測量準確度愈高。
(2)隨機誤差
在相同條件下多次重復測量同一被測參量時,測量誤差的大小與符號均無規律變化,這類誤差稱為隨機誤差。隨機誤差主要是由于檢測儀器或測量過程中某些未知或無法控制的隨機因素(如儀器的某些元器件性能不穩定,外界溫度、濕度變化,空中電磁波擾動,電網的畸變與波動等)綜合作用的結果。隨機誤差的變化通常難以預測,因此也無法通過實驗方法確定、修正和消除。但是通過足夠多的測量比較可以發現隨機誤差服從某種統計規律(如正態分布、均勻分布、泊松分布等)。
通常用精密度表征隨機誤差的大小。精密度越低隨機誤差越大;反之,隨機誤差就越小。
(3)粗大誤差
粗大誤差是指明顯超出規定條件下預期的誤差。其特點是誤差數值大,明顯歪曲了測量結果。粗大誤差一般由外界重大干擾或儀器故障或不正確的操作等引起。存在粗大誤差的測量值稱為異常值或壞值,一般容易發現,發現后應立即剔除。也就是說,正常的測量數據應是剔除了粗大誤差的數據,所以我們通常研究的測量結果誤差中僅包含系統和隨機兩類誤差。
系統誤差和隨機誤差雖然是兩類性質不同的誤差,但兩者并不是彼此孤立的。它們總是同時存在并對測量結果產生影響。許多情況下,我們很難把它們嚴格區分開來,有時不得不把并沒有完全掌握或者分析起來過于復雜的系統誤差當作隨機誤差來處理。(http://www.diangon.com/版權所有)例如,生產一批應變片,就每一只應變片而言,它的性能、誤差是完全可以確定的,屬于系統誤差;但是由于應變片生產批量大和誤差測定方法的限制,不允許逐只進行測定,而只能在同一批產品中按一定比例抽測,其余未測的只能按抽測誤差來估計。這一估計具有隨機誤差的特點,是按隨機誤差方法來處理的。
同樣,某些(如環境溫度、電源電壓波動等所引起的)隨機誤差,當掌握它的確切規律后,就可視為系統誤差并設法修正。
由于在任何一次測量中,系統誤差與隨機誤差一般都同時存在,所以常按其對測量結果的影響程度分三種情況來處理:系統誤差遠大于隨機誤差時,此時僅按系統誤差處理;系統誤差很小,已經校正,則可僅按隨機誤差處理;系統誤差和隨機誤差差不多時應分別按不同方法來處理。
精度是反映檢測儀器的綜合指標,精度高必須做到準確度高、精密度也高,也就是說必須使系統誤差和隨機誤差都小。
2、按被測參量與時間的關系分類
按被測參量與時間的關系,測量誤差可分為靜態誤差和動態誤差兩大類。習慣上,將被測參量不隨時間變化時所測得的誤差稱為靜態誤差;在被參測量隨時間變化過程中進行測量時所產生的附加誤差稱為動態誤差。動態誤差是由于檢測系統對輸入信號變化響應上的滯后或輸入信號中不同頻率成分通過檢測系統時受到不同的衰減和延遲而造成的誤差。動態誤差的大小為動態時測量和靜態時測量所得誤差值的差值。
按產生誤差的原因,把誤差分為原理性誤差、構造誤差等。由于測量原理、方法的不完善,或對理論特性方程中的某些參數作了近似或略去了高次項而引起的誤差叫原理性誤差(也叫方法誤差);因檢測儀器(系統)在結構上,在制造、調試工藝上不盡合理而引起的誤差叫構造誤差(也叫工具誤差)。
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