测量方法误差

A. 什么叫测量误差

随着科学技术的飞速发展，误差理论与数据处理在理论上和实际应用上都得到极大的提高和发展，已成为一门独立的学科。因此，对从事各种实验和研究的科技和工程技术人员一定要学习和掌握误差理论与数据处理方面的知识。只要有测量，必须有测量结果，有测量结果必然产生误差。误差影响测量精度。所以，对误差的特点，性质及分类要有全面系统的了解，最后找出合理的、科学的办法加以消除。

测量误差的定义

在直接测量过程中由于所使用的测量工具不准确，测量方法的不完善，都使得测量结果不准确，以致于偏离真实值，这就是误差。在间接测量中由于直接测量的结果有误差，此误差可传递到最后的结果中，也可使其偏离真实值。

因为真值（也称理论值）无法准确得到，实际上用的都是约定真值，约定真值需以测量不确定度来表征其所处的范围，因此测量误差实际上无法准确得到。

测量不确定度：表明合理赋予被测量之值的分散性，它与人们对被测量的认识程度有关，是通过分析和评定得到的一个区间。

测量误差：是表明测量结果偏离真值的差值，它客观存在但人们无法确定得到。

例如：测量结果可能非常接近真值（即误差很小）,但由于认识不足，人们赋予的值却落在一个较大区域内（即测量不确定度较大）；也可能实际上测量误差较大，但由于分析估计不足,使给出的不确定度偏小。因此在评定测量不确定度时应充分考虑各种影响因素，并对不确定度的评定进行必要的验证。

由上所述，可知误差存在于一切测量之中，所以讨论误差，了解其规律、性质、来源和大小就非常有必要。实验误差的分析，对人们改进实验，提高其精密度和准确度（精密度和准确度的意义在以后讨论），甚至新的发现都具有重要的意义。

B. 测量误差的分类

测量误差主要分为系统误差、随机误差、粗大误差着三大类，而测量产生误差的原因可以归根为几方面：测量装置误差、环境误差、测量方法误差、人员误差等。

测量误差分为哪几类
测量误差主要分为系统误差、随机误差、粗大误差着三大类，而产生误差的原因可以归根为几方面：测量装置误差、环境误差、测量方法误差、人员误差等。研究测量误差的目的，是为了尽可能减少测量误差，提高测量的精确度。

测量误差的分类有哪些
1、系统误差：在同一条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化的这种误差称为系统误差。
2、随机误差：在同一条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小、符号均呈无规律变化，这种误差称为随机误差
3、疏失误差：明显歪曲测量结果的误差，称为疏失误差。这种误差是由于观测者对仪表的不了解或因思想不集中，疏忽大意导致错误的读数。

C. 在测量时,测量结果与什么之间的什么叫误差.减少误差的方法是什么

测量结果与实际理论设计值的偏差叫误差，减少的方法是增加测量的测回数，和使用高等级的测绘仪器，还可以聘请有经验的人员进行测量。

D. 测量方法的总误差包括什么误差和什么误差,

人为误差，设备误差

E. 误差值如何计算

误差值计算方法：(A-E)/(E/100)。A表示测量值，E表示正常值,

1、比方你测的数值A为538，正常值应为505计算方式如下：

（538-505）/（505/100）=百分之6.534（误差值）

2、比方你测的数值A为482，正常值应为505计算方式如下：

（482-505）/（505/100）=负百分之4.554（误差值）

拓展资料

1、误差是测量测得的量值减去参考量值。测得的量值简称测得值，,代表测量结果的量值。所谓参考量值，一般由量的真值或约定量值来表示。 对于测量而言，人们往往把一个量在被观测时，其本身所具有的真实大小认为是被测量的真值。

2、实际上，它是一个理想的概念。因为只有“当某量被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值”才是量的真值。从测量的角度来说，难以做到这一点,因此，一般说来，真值不可能确切获知。

F. 测量的误差

测量误差是测得值减去被测量的真值。
1.误差的表示方法
（1）绝对误差
绝对误差可用下式定义:
Δ=x-L
式中: Δ——绝对误差;
x——测量值;
L——真值。
采用绝对误差表示测量误差, 不能很好说明测量质量的好坏。 例如, 在温度测量时, 绝对误差Δ=1 ℃, 对体温测量来说是不允许的, 而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量结果。
误差的表示方法（2）
（2）相对误差
相对误差可用下式定义: 如图所示
式中: δ——相对误差, 一般用百分数给出;
Δ——绝对误差;
L——真值。
标称相对误差：如图所示
误差的表示方法（3）
（3）引用误差
引用误差可用下式定义:如图所示
引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
（4）基本误差
仪表在规定的标准条件下所具有的误差。
（5）附加误差
仪表的使用条件偏离额定条件下出现的误差。
2.测量误差的性质
（1）随机误差
对同一被测量进行多次重复测量时, 绝对值和符号不可预知地随机变化, 但就误差的总体而言, 具有一定的统计 规律性的误差称为随机误差。引起的原因是测量过程中测量人员和测量设备的随机因素造成的，在测量过程中是不可避免的，只能通过提高测量实施人员的测量技术技能，改善测量方法或提高测量仪器仪表系统的精度来减少随机误差。
（2）系统误差
对同一被测量进行多次重复测量时, 如果误差按照一定的规律出现, 则把这种误差称为系统误差。例如, 标准 量值的不准确及仪表刻度的不准确而引起的误差。引起的原因，主要是由于测量实施方案或测量仪器仪表系统的 不完善造成的，可以通过改进完善测量方案或改进测量仪器仪表系统来减少系统误差。
（3）粗大误差
明显偏离测量结果的误差。引起的原因主要是测量环境突然改
变或测量实施过程中的错误等不稳定、不可预测的原因造成的，
一般在测量结果分析过程中予以剔除或忽略。
测量误差的性质（2）如图所示

G. 什么叫做测量误差有什么方法可以减少误差

真实值与测量值之间的差异叫误差，误差存在是不可避免的，但可以减小误差，可以采用改进测量方法、选用精密度高的测量工具、多次测量求平均值等方法来减小误差。多次测量求平均值，选用精密的测量工具，改进测量方法。

H. 测量误差的基本分类

测量误差主要分为三大类：系统误差、随机误差、粗大误差，设被测量的真值为N′，测得值为N，则测量误差Δ′N为Δ′N=N－N′。

1、系统误差

在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。系统误差一般具有累积性。

2、偶然误差

在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均不一定，则这种误差称为偶然误差，又称为随机误差。例如，用经纬仪测角时的照准误差，钢尺量距时的读数误差等，都属于偶然误差。

3、粗大误差

在一定的测量条件下，超出规定条件下预期的误差称为粗大误差，一般地，给定一个显着性的水平，按一定条件分布确定一个临界值，凡是超出临界值范围的值，就是粗大误差，它又叫做粗误差或寄生误差。

(8)测量方法误差扩展阅读

系统误差的消除方法：

对测量仪表进行校正在准确度要求较高的测量结果中，引入校正值进行修正。消除产生误差的根源 即正确选择测量方法和测量仪器，尽量使测量仪表在规定的使，用条件下工作，消除各种外界因素造成的影响。

采用特殊的测量方法 如正负误差补偿法、替代法等。例如，用电流表测量电流时，考虑至外磁场对读数的影响，可以把电流表转动180度，进行两次测量。

在两次测量中，必然出现一次读数偏大，而另一次读数偏小，取两次读数的平均值作为测量结果，其正负误差抵消，可以有效地消除外磁场对测量的影响。

I. 如何区分方法误差和仪器误差

测量误差的定义
测量误差定义为测量结果减去被测量的真值。测量误差有两种表示方法，分别是绝对误差和相对误差。无论是绝对误差还是相对误差，在计算过程中最主要的是先必须知道真值，但真值是一个理想化的概念，在实际测量过程中往往无法得到严格意义上的真值，因此实际上一般用约定真值或在不存在系统误差情况下的多次测量的算术平均值来替代。而不论是约定真值还是多次测量的算术平均值都只是一个接近真值的值，与真值存在着一个误差。测量误差恒不等于零，是带符号的，当测量值大于真值时，误差为正值，当测量值小于真值时，误差为负值。
2、不确定度的定义
测量不确定度则是评定作为测量质量指标的此量值范围，即对测量结果残存误差的评估。设测量值为x，其测量不确定度为u，则真值可能在量值范围（x-u，x+u）之中，显然此量值范围越窄，即测量不确定度越小，用测量值表示真值的可靠性就越高，可以通过A，B两类评定方法定量确定。
二、测量误差与不确定度的联系
不确定度与误差作为两个截然不同的概念，两者之间有着密切的联系。
1、误差是不确定度的前提。不可否认由于不确定度的引入，使得误差分类的界限及其转化的问题淡化了，但在计算不确定度时，必须要先进行必要的误差分析。只有合理的分析和处理了每一个误差源的性质和分布，才能各个分量的不确定度和合成不确定度作出正确的计算。
2、不确定度是误差的提升。在误差分析过程中往往会遇到对某些误差源的性质无法作出正确的分析，而此时不确定度则能把误差转化为一个可以定量计算的指标，并将此附在测量结果中，从而获得一个较为科学的、统一的测量结果衡量标准。
三、测量误差与不确定度的区别
1、在量值上两者有区别
由测量的定义可知，测量误差是一个量值，由各误差的分量进行代数合成，有确切的符号，非正即负，且不能为正负，在数轴上表示为一个点。不确定度则是表明多次重复测量时测量结果的分散程度，用标准差或标准差的倍数或置信区间的半宽表示，是一个无符号的参数，在数轴上表示为一个区间。
2、误差是一个定性概念，而不确定度是一个定量概念
从概念上看，测量误差就是测量值与真值之差，是一个定量概念。但在测量过程中由于被测量的真值是个未知的理想值，所以也就意味着无法精确地得知误差。只有通过某种特定的条件和方法下对真值有个约定时，误差才是一个定量的概念。而不确定度则完全可以采用必要的统计方法，实现对测量结果的质量评定，说明不确定度是可定量计算的。
3、误差是客观存在的，不受外界因素的影响；不确定度则与主观认识有关
由误差公理可知，误差是自始自终伴随着测量的过程的，它反映了测量值与真值的偏差。对于同一被测量，及时采用不同的测量仪器、测量方法以及测量条件，只要测量的结果是相同的，那么其测量误差也是相同的。当然在重复性条件下，由于多次重复测量得到的测量结果一般是不同的，所以它们的测量误差也就不同。而测量不确定度则与人们对被测量、影响量、以及测量过程的认识有关，它反映对被测量值认识的不足，并不能表征这种测量值的偏离程度，所以在重复性条件下，不同的测量结果可以有相同的不确定度。
4、测量误差和测量不确定度的来源不同
误差按其来性质分为系统误差和偶然误差。其中系统误差又包括计量器具误差、测量方法误差（理论误差）、标准件误差、测量环境误差以及人员误差。偶然误差又称之为随机误差，是在相同的条件下，对同一被测量进行多次测量时其绝对值和符号已不可预定方式变化着的误差值。随机误差是测量过程中许多独立的、微小的、随机的因素引起的综合结果，电表轴承的摩擦力变动、螺旋测微计测力在一定范围内随机变化、操作读数时的视差影响、数字仪表末位取整数时的随机舍入过程等，都会产生一定的随机误差分量。
测量不确定度的来源包括对被测量的定义不完整或不完善；实现被测量定义的方法不理想；取样不具有代表性，即被测量的样本不能代表所定义的被测量；对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善；因测量人员的人为因素导致对测量仪器的读数存在偏差（偏移）；所选择的测量仪器本身的分辩力或鉴别力达不到测量要求；赋予测量标准和标准物质的值不准；用于数据计算的常量和其他参量不准；测量方法和测量程序的近似和假定性；在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化。
四、不确定度在评定测量结果中的优势
1、在测量过程中，往往对于某些特定状况下人们对于系统误差和随机误差无法正确的区分，在特定条件下，系统误差和随机误差会相互转化，这也导致了人们不能正确判断误差的性质，从而对系统误差的基本信息无法全面的、客观的掌握。倘若此时采用测量不确定度作为评定方法，却能很好的分类避免了由此而所带来的困惑。
2、由于测量不确定度只和测量条件密切相关，在相同的测量条件下，即便连续重复测量同一被测量会得到不同的测量结果，但其不确定度却可能是相同的。反之测量误差则只反应测量结果，每次测量能得到基于每一个测得值的测量误差，即使只考虑随机误差，不考虑系统误差和粗大误差，由于无法确定每个测量值所隐含的随机误差，所以一般都只能求取一个极限值加以取代之。由此可知，测量不确定度相比测量误差而言更为合理，易于接受。
3、由于测量不确定度能够真实的反应每次测量的条件，并可以把影响测量结果的各个因素进行量化处理，这一点是测量误差所无法比拟的。
4、测量误差可以为正负值，有可能会导致由于随机误差的表述与误差定义不相符而带来的，而不确定度则是恒正值，能避免此类问题。
综上所述，测量误差和测量不确定度两者虽然在其本质上有着区别，但也有着紧密的联系。测量误差是不确定度的理论基础，而不确定度则是误差理论的应用和拓展，它教传统的误差表示方法更为科学实用，能为测量结果的质量提供更为科学的评定标准，是保证计量工作的重要要素。

J. 测量方法的总误差包括

标准误差 （又称均方根误差） 它是观测值与真值偏差的平方和观测次数n比值的平方根， 在实际测量中，观测次数n总是有限的，真值只能用最可信赖（最佳）值来代替. 标准误差 对一组测量中的特大或特小误差反映非常敏感，所以，标准误差能够很好地反映出测量的精密度。这正是标准误差在工程测量中广泛被采用的原因。