測量方法總誤差

1. 什麼叫測量誤差來源有哪些

測量誤差：是表明測量結果偏離真值的差值，它客觀存在但人們無法確定得到。

在測量時，測量結果與實際值之間的差值叫誤差。真實值或稱真值是客觀存在的，是在一定時間及空間條件下體現事物的真實數值，但很難確切表達。測得值是測量所得的結果。這兩者之間總是或多或少存在一定的差異，就是測量誤差。

具體來說，測量誤差主要來自以下四個方面：

(1) 外界條件 主要指觀測環境中氣溫、氣壓、空氣濕度和清晰度、風力以及大氣折光等因素的不斷變化，導致測量結果中帶有誤差。

(2) 儀器條件 儀器在加工和裝配等工藝過程中，不能保證儀器的結構能滿足各種幾何關系，這樣的儀器必然會給測量帶來誤差。

(3) 方法 理論公式的近似限制或測量方法的不完善。

(4) 觀測者的自身條件 由於觀測者感官鑒別能力所限以及技術熟練程度不同，也會在儀器對中、整平和瞄準等方面產生誤差。

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測量誤差主要分為三大類：系統誤差、隨機誤差、粗大誤差。

誤差產生的原因可歸結為以下幾方面。

1、測量裝置誤差

2、環境誤差

3、測量方法誤差

4、人員誤差

例如：測量結果可能非常接近真值（即誤差很小）,但由於認識不足，人們賦予的值卻落在一個較大區域內（即測量不確定度較大）；也可能實際上測量誤差較大，但由於分析估計不足,使給出的不確定度偏小。因此在評定測量不確定度時應充分考慮各種影響因素，並對不確定度的評定進行必要的驗證。

按照誤差的表示方式可分為絕對誤差、相對誤差和引用誤差等三種。

絕對誤差 被測量的測得值與其真值之差。即：

絕對誤差=測得值一真值

絕對誤差與測得值具有同-量綱。與絕對誤差大小相等、符號相反的量稱為修正值， 即修正值=-絕對誤差=真值-測得值從上式可知，含有誤差的測得值加上修正值後就可消除誤差的影響。

2. 產生測量誤差的原因有哪些

測量誤差有三個主要來源：1，測量儀器：一方面是由於每種儀器只具有一定限度的准確度；二是儀器本身的誤差）；2，觀測者：由於觀測者感覺器官的鑒別能力有限，所以在儀器的安置、照準、讀數等方面都會產生誤差。同時，觀測者的技術水平和工作態度，也是對觀測數據質量有直接影響的重要因素；3，外界條件：觀測時所處的外界條件，如溫度、濕度、風力、大氣折光等因素和變化都會對觀測數據直接產生影響。
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3. 怎樣算是測量誤差

儀器儀表的測量值與被測量真值之間的差，稱為測量誤差。測量誤差的存在具有必然性和普遍性，人們只能根據需要和可能將其限制在一定范圍內而不可能完全 消除。人們進行測量的目的，通常是為了獲得盡可能接近真值的測量結果，如果測量誤差超出一定限度, 測量工作及由測量結果所得出的結論就失去了意義。在科學研究及現代生產中，錯誤的測量結果有時還會 使研究工作誤入歧途甚至帶來災難性後果，可謂「差之毫釐，失之千里」。因此，人們不得不認真對待測 量誤差，研究誤差產生的原因、誤差的性質，減小誤差的方法以及對測量的結果進行處理等。在實際測量中，影響測量的因素很多，如測量器具不準確、測量手段不完善、環境條件的影響、測量 操作者不熟練、讀數不準確及工作疏忽等因素，都會導致測量結果與被測量真值之間的差異。測量誤差對於抽樣調查抽樣調查的准確性來說，比隨機誤差更具危害性。在許多調查報告中，包括媒介上發布公眾意向調查，都會給出一個誤差指數。對很多調研報告使用者來說，一般認為這個指數是針對總體誤差而言，其實並非如此。這個數字僅代表隨機抽樣隨機抽樣誤差，它並不包括樣本設計誤差，也沒有涉及調研結果中的測量誤差。

測量誤差是指「測得的量值減去參考量值」，實際工作中測量誤差又簡稱誤差。注1 測量誤差的概念在以下兩種情況下均可以使用：當涉及存在單個參考量值時，如用測得值的測量不確定度可忽略的測量標准進行校準，或約定量值給定時，測得誤差是已知的；假設被測量使用唯一的真值或范圍可忽略的一組真值表徵時，測量誤差是未知的。當存在單個參考值時，測量誤差是可獲得的。例如:某測得值與測量不確定度可忽略不計的計量標准比較時，可以用計量標準的量值作為參考量值，則測得值與計量標準的量值之差就是該測得值的測量誤差，也就是說此時測量誤差是已知的；當用給定的約定量值作為參考量值時，測量誤差同樣是已知的。由於計量標準的量值或約定值是有不確定度的，有時稱其為測量誤差的估計值。當參考量值是真值時，由於真值未知，測量誤差是未知的。此時，測量誤差僅是一個概念性的術語。

4. 測量方法的總誤差包括

標准誤差 （又稱均方根誤差） 它是觀測值與真值偏差的平方和觀測次數n比值的平方根， 在實際測量中，觀測次數n總是有限的，真值只能用最可信賴（最佳）值來代替. 標准誤差 對一組測量中的特大或特小誤差反映非常敏感，所以，標准誤差能夠很好地反映出測量的精密度。這正是標准誤差在工程測量中廣泛被採用的原因。

5. 常用流量計的測量精度允許誤差是多少

常用流量計的測量精度允許誤差存在差別，具體如下。

質量流量計0.0.5％，容積式流量計0.25～0.5，電磁流量計0.25～1.0，渦輪流量計0.15～0.5，渦街流量計0.1.5，超聲波流量計0.1.0（多聲道優於0.5），孔板、微錐、均速管流量計1～1.5，噴嘴0.1.0。

流量計的精確度和誤差都是表徵測量儀表的測量結果接近實際真值的能力。儀表的精確度越高其測量值愈接近實際真值。精確度越高則其誤差就越小。

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流量計作為一種儀表其測量值不可避免的會和真實之間有誤差，每種儀器的測量都會有一定的精確度。

在工程測量中一台流量計的的精確度總是用「誤差」來表示的。「誤差」按計算方法可分為「絕對誤差」和「相對誤差」。絕對誤差是測量值與真值的差值，相對誤差是絕對誤差於被測量真值的比值。在流量側量中常用兩種方法表示相對誤差，一為測量上限值的百分數，另一為被測量值的百分數。

流量計的誤差按其來源可分為設備誤差，環境誤差，人員誤差和方法誤差。設備誤差指測量儀表示值不準；環境誤差為環境於要求的標准狀態不一致而產生的誤差；人員誤差指測量者生理誤差和技術不熟練引起的誤差；方法誤差是測量方法不完善引起的誤差。

流量計的誤差按其性質可分為隨機誤差，系統誤差和粗大誤差。隨機誤差指相同測量條件下多次重復同一個量時，以不可預定的方式的測量誤差的分量。系統誤差是在相同測量條件下多次重復同一個量時，保持固定不變的誤差的分量。粗大誤差是超出規定條件下預期的誤差，即明顯歪曲測量結果的誤差。

在流量計的使用中特別分清兩種誤差的性質，它就是儀表的基本誤差和附加誤差。

6. 為什麼說觀測值總是帶有誤差觀測誤差是不可避免的

觀察誤差來自觀察主體和觀察客體兩個方面。
1.就觀察主體——觀察者而言
（1）思想因素。觀察者的社會價值取向不同，觀察同一對象的感受就會大不相同。比如，面對相對城市而言比較原始的農村社區的生產和生活方式，嚮往現代工業社會的觀察者就會注意到其落後、封閉等負面現象，而嚮往傳統農業社會的觀察者則往往更加註意其濃郁的鄉土氣息、溫情的人際關系等正面現象。另外，觀察者的職業道德和工作作風不同，對同一現象的觀察結果也會有所差異。一個事業心強、認真負責的觀察者，可能觀察到許多深入、細致的社會現象；一個應付差事的觀察者，則可能漏掉許多重要的社會現象，甚至可能在觀察中出現種種錯誤。
（2）知識因素。觀察者的知識水平和知識結構不同、實踐經歷和社會經驗不同，觀察問題的參照系就會不同，因而在對同一對象的觀察重點、觀察結果上就會產生很大差異。例如，到一個現代化小區去考察，一個社區管理與服務領域的專家可能在社區組織、社區規劃、社區環境、社區治安等方面觀察到許多重要情況，發現許多重要問題；而一個沒有相關知識的門外漢卻往往感嘆於高樓綠地。這說明，知識和經驗不足是產生觀察誤差的一個重要原因。
（3）心理因素。觀察者的興趣、愛好和情緒等心理因素也會對觀察結果產生一定影響。觀察者對某種事物的愛好越強烈，他對與這種愛好相聯系的事物和現象的觀察就越認真；反之，對自己不感興趣的事物或現象就會觀察得越馬虎，甚至根本就沒有引起注意。同樣，觀察者對某種需要強烈一些，他對與這種需要相聯系的事物和現象的觀察就會認真一些，仔細一些；反之，就會淡然一些、馬虎一些。觀察者的情緒也會對觀察結果產生一定影響。在觀察過程中，特別是在參與觀察中，經常會有令人不愉快的事情發生，如果觀察者不能很好地控制自己的情緒，高興時積極認真，不高興時被動應付，這也會造成觀察結果的誤差。
（4）生理因素。人類感覺器官的感受能力（如視覺、聽覺、嗅覺等）在生理上總是有一定局限的，也有可能發生觀察誤差。
（5）其他因素。例如，觀察儀器的精確度、靈敏度不高，觀察儀器和觀察工具失靈，觀察場所光線不足，觀察角度不對，觀察距離太遠等，這些都是造成觀察誤差的重要原因。
2.就觀察客體——觀察對象而言
（1）事物本質的顯現程度。在實施觀察時，往往有許多作為觀察對象的事物正處於發展變化的動態過程之中，其本質特徵還沒有充分顯現出來，觀察者如果對此沒有正確的認識，就可能對它們產生一些片面的看法，從而造成觀察結果的誤差。例如，對於小區業主協會、虛擬社區等新興事物，在其本質特徵充分表露之前，人們就會存在不同的觀感。
（2）反應性觀察誤差。由於觀察活動引起的被觀察者的反應性心理和行為必然會造成反應性觀察誤差。例如，當一個社會工作者知道房間的一面牆壁是單面鏡，而此時正有人通過單面鏡對他的工作進行觀察時，他就可能放不開，比平時緊張得多；由於有其他教師進班聽課，一個吵吵嚷嚷的班級可能一下子變得秩序井然等。觀察活動引起的被觀察者的這些反應性心理和行為一般都不是受人指使的結果，也不是故意要欺騙別人，但它卻是造成反應性觀察誤差的重要原因。
對於被觀察者來說，觀察者畢竟是局外人，即使在參與觀察中，至少在開始的

7. 在進行測量時,測量值和真實值之間總存在一定的偏差,這種偏差稱為

一般來說測量值與真實值之間總存在一種偏差，這種偏差叫做測量誤差；
減小誤差的方法有：多次測量取平均值，選用精密的測量工具，改進測量方法等．
故答案為：誤差；多次測量取平均值（合理即可）．

8. 測量的誤差

測量誤差是測得值減去被測量的真值。
1.誤差的表示方法
（1）絕對誤差
絕對誤差可用下式定義:
Δ=x-L
式中: Δ——絕對誤差;
x——測量值;
L——真值。
採用絕對誤差表示測量誤差, 不能很好說明測量質量的好壞。 例如, 在溫度測量時, 絕對誤差Δ=1 ℃, 對體溫測量來說是不允許的, 而對測量鋼水溫度來說卻是一個極好的測量結果。
誤差的表示方法（2）
（2）相對誤差
相對誤差可用下式定義: 如圖所示
式中: δ——相對誤差, 一般用百分數給出;
Δ——絕對誤差;
L——真值。
標稱相對誤差：如圖所示
誤差的表示方法（3）
（3）引用誤差
引用誤差可用下式定義:如圖所示
引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法。
（4）基本誤差
儀表在規定的標准條件下所具有的誤差。
（5）附加誤差
儀表的使用條件偏離額定條件下出現的誤差。
2.測量誤差的性質
（1）隨機誤差
對同一被測量進行多次重復測量時, 絕對值和符號不可預知地隨機變化, 但就誤差的總體而言, 具有一定的統計 規律性的誤差稱為隨機誤差。引起的原因是測量過程中測量人員和測量設備的隨機因素造成的，在測量過程中是不可避免的，只能通過提高測量實施人員的測量技術技能，改善測量方法或提高測量儀器儀表系統的精度來減少隨機誤差。
（2）系統誤差
對同一被測量進行多次重復測量時, 如果誤差按照一定的規律出現, 則把這種誤差稱為系統誤差。例如, 標准 量值的不準確及儀表刻度的不準確而引起的誤差。引起的原因，主要是由於測量實施方案或測量儀器儀表系統的 不完善造成的，可以通過改進完善測量方案或改進測量儀器儀表系統來減少系統誤差。
（3）粗大誤差
明顯偏離測量結果的誤差。引起的原因主要是測量環境突然改
變或測量實施過程中的錯誤等不穩定、不可預測的原因造成的，
一般在測量結果分析過程中予以剔除或忽略。
測量誤差的性質（2）如圖所示

9. 測量誤差的基本分類

測量誤差主要分為三大類：系統誤差、隨機誤差、粗大誤差，設被測量的真值為N′，測得值為N，則測量誤差Δ′N為Δ′N=N－N′。

1、系統誤差

在相同的觀測條件下，對某量進行了n次觀測，如果誤差出現的大小和符號均相同或按一定的規律變化，這種誤差稱為系統誤差。系統誤差一般具有累積性。

2、偶然誤差

在相同的觀測條件下，對某量進行了n次觀測，如果誤差出現的大小和符號均不一定，則這種誤差稱為偶然誤差，又稱為隨機誤差。例如，用經緯儀測角時的照準誤差，鋼尺量距時的讀數誤差等，都屬於偶然誤差。

3、粗大誤差

在一定的測量條件下，超出規定條件下預期的誤差稱為粗大誤差，一般地，給定一個顯著性的水平，按一定條件分布確定一個臨界值，凡是超出臨界值范圍的值，就是粗大誤差，它又叫做粗誤差或寄生誤差。

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系統誤差的消除方法：

對測量儀表進行校正在准確度要求較高的測量結果中，引入校正值進行修正。消除產生誤差的根源 即正確選擇測量方法和測量儀器，盡量使測量儀表在規定的使，用條件下工作，消除各種外界因素造成的影響。

採用特殊的測量方法 如正負誤差補償法、替代法等。例如，用電流表測量電流時，考慮至外磁場對讀數的影響，可以把電流表轉動180度，進行兩次測量。

在兩次測量中，必然出現一次讀數偏大，而另一次讀數偏小，取兩次讀數的平均值作為測量結果，其正負誤差抵消，可以有效地消除外磁場對測量的影響。

10. 測量誤差產生的原因

誤差產生的原因主要有：
⑴儀器及工具的構造精度和校正不完善：每種儀器有一定限度的精密程度，因而觀測值的精確度也必然受到一定的限度。同時儀器本身在設計、製造、安裝、校正等方面也存在一定的誤差，如鋼尺的刻劃誤差、度盤的偏心等。
⑵觀測者的視覺能力和技能水平：由於觀測者感覺器官鑒別能力有一定的局限性，在儀器安置、照準、讀數等方面都產生誤差。同時觀測者的技術水平、工作態度及狀態都對測量成果的質量有直接影響。
⑶觀測時的自然條件等：觀測時所處的外界條件，如溫度、濕度、大氣折光等因素都會對觀測結果產生一定的影響。外界條件發生變化，觀測成果將隨之變化。
上述三方面的因素是引起觀測誤差的主要來源，因此把這三方面因素綜合起來稱為觀測條件。觀測條件的好壞與觀測成果的質量有著密切的聯系