測量熱力測試技術(shù)

測量熱力測試技術(shù)1第一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容1.4測量儀表的種類及其基本性能主要內(nèi)容2第二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法測量的定義測量的步驟與測量變換測量方法3第三頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法一、測量的定義1.定義所謂測量，就是用實(shí)驗(yàn)的方法，把被測量（參數(shù)）與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定兩者的比值，從而得到被測量的量值。2.測量必須滿足以下要求:用來進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國際上或國家所公認(rèn)的，且性能穩(wěn)定；進(jìn)行比較所用的方法和儀器必須經(jīng)過驗(yàn)證。4第四頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法3.測量基本方程式標(biāo)準(zhǔn)量（即選用的測量單位）被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)字比值被測量5第五頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法4.被測量（參數(shù)）在測量的過程當(dāng)中，通常就把需要檢測的物理量稱為被測參數(shù)或被測量。如溫度、壓力、濕度、噪聲、有害物濃度…

靜態(tài)參數(shù)（常量）周圍環(huán)境的大氣壓力制冷壓縮機(jī)穩(wěn)定工況下的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)參數(shù)空調(diào)設(shè)備剛剛開啟時(shí)，空調(diào)房間內(nèi)的溫度、濕度等6第六頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法二、測量的步驟與測量變換

2.測量變換測量過程的關(guān)鍵在于被測量和標(biāo)準(zhǔn)量的比較，但是能直接將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的物理量并不多，大多數(shù)的被測量和標(biāo)準(zhǔn)量都要變換到雙方都便于比較的某個(gè)中間量，才能進(jìn)行直接比較，這種變換稱為測量變換。變換是測量的核心。變換元件實(shí)現(xiàn)這種變換過程的元件7第七頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法三、測量方法

按測量結(jié)果產(chǎn)生的方式來分類

直接測量間接測量法組合測量法

8第八頁，共七十頁，2022年，8月28日偏差式、零位式、微差式偏差式測量法是指，在測量過程中,用儀器表指針的位移(即偏差)來表示被測量的測量方法。零位式測量法是指，測量時(shí)用被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，用指零儀表指示被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相等（平衡），從而獲得被測量。微差式測量法：偏差式測量法和零位式測量法相結(jié)合，構(gòu)成微差式測量法。它通過測量待測量與標(biāo)準(zhǔn)量之差（通常該差值很小）來得到待測量量值。9第九頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法

按不同的測量條件分類等精度測量不等精度測量

按被測量在測量過程中的狀態(tài)分類

靜態(tài)測量動(dòng)態(tài)測量10第十頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法1.直接測量

使被測量直接與選用的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，或者用預(yù)先標(biāo)定好的測量儀器進(jìn)行測量，從而直接求得被測量數(shù)值的測量方法直讀法比較法零值法（又稱零示法）

差值法

代替法

11第十一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法

零值法（又稱零示法）

在測量時(shí)，使被測量所產(chǎn)生的效果與已知量（往往是測量儀器）產(chǎn)生的效果相互抵消，使得總的效果為零，這樣就可以肯定被測量等于該已知量。例如利用天平來測量某一物體的重量或利用電位差計(jì)來測量熱電偶測溫時(shí)產(chǎn)生的熱電勢的大小等。12第十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法

差值法

通過測量被測量與一個(gè)已知量的差值來求得被測量的方法，就稱差值法。例如：已知某建筑物的高度H和某人所處樓層的高度h，要測量該人從所處樓層爬到屋頂?shù)拇怪本嚯x，只需將建筑物的高度減去所處樓層的高度既可h1=H--h13第十三頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法

代替法在一定的測量條件下，選擇一個(gè)大小適當(dāng)?shù)囊阎浚ㄍǔＪ强烧{(diào)的標(biāo)準(zhǔn)量具），使它在測量裝置中取代被測量而不至于引起儀表指示值的變化，那么，被測量的數(shù)值就等于這個(gè)已知量。由于在代替法中的兩次測量，儀表的狀態(tài)及其指示值都相同，所以儀表的準(zhǔn)確度對測量結(jié)果基本上沒有什么影響，從而消除了測量結(jié)果中的儀表誤差，這樣就可以在測量過程中選擇準(zhǔn)確度較差的測量儀表而獲得較高的測量精度。比如用電位差計(jì)測量回路中滑動(dòng)變阻器阻值與已知電流的乘積來替代熱電偶所測的熱電勢的大小。

14第十四頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法2.間接測量法通過直接測量與被測量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其他各個(gè)變量,然后將所測得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測量數(shù)值的方法。例如,測量管道內(nèi)不可壓縮流體的流速時(shí)，采用函數(shù)關(guān)系式通過直接測量管道內(nèi)某一截面流體的動(dòng)壓值和流體的密度,然后將測得的數(shù)值代入上式,可以求得流速。

15第十五頁，共七十頁，2022年，8月28日1.1測量的定義及測量方法3.組合測量法測量中使各個(gè)未知量以不同的組合形式出現(xiàn)(或改變測量條件以獲得這種不同組合)，根據(jù)直接測量或間接測量所獲得的數(shù)據(jù)，通過解聯(lián)立方程組以求得未知量的數(shù)值

。例如，用鉑電阻溫度計(jì)測量介質(zhì)溫度時(shí)，其電阻值與溫度的關(guān)系

為了確定常系數(shù)a，b，首先需要測得鉑電阻在不同溫度下的電阻值Rt，然后再建立聯(lián)立方程求解，得到a，b的數(shù)值。

16第十六頁，共七十頁，2022年，8月28日1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能一、測量系統(tǒng)組成為實(shí)現(xiàn)一定的測量目的而將測量設(shè)備進(jìn)行有效組合所形成的測量體系就稱為測量系統(tǒng)。

二、測量環(huán)節(jié)及其功能測量環(huán)節(jié)是指建立輸入和輸出兩種物理量之間某種函數(shù)關(guān)系的一個(gè)基本部件。從這種意義上說，整個(gè)測量系統(tǒng)實(shí)際上是若干個(gè)測量環(huán)節(jié)的組合，并可看成是由許多測量環(huán)節(jié)連接成的測量鏈。

17第十七頁，共七十頁，2022年，8月28日二、測量環(huán)節(jié)及其功能傳感器變換器或變送器顯示裝置傳輸通道1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能18第十八頁，共七十頁，2022年，8月28日1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能

傳感器又稱敏感元件，它是與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部分，故又稱一次儀表。它接收來自被測量（包括物理量、化學(xué)量、生物量等）的信號后，把這些信號按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硗庖环N量的輸出信號。它是實(shí)現(xiàn)測量的首要環(huán)節(jié)。其功能是將被測量以單值函數(shù)關(guān)系、穩(wěn)定而準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成另一種物理量，給后面環(huán)節(jié)的變換、比較、運(yùn)算及顯示、記錄被測量提供便捷。例如溫度傳感器中的熱電偶、熱電阻等。19第十九頁，共七十頁，2022年，8月28日1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能

傳感器敏感元件能否精確、快速地產(chǎn)生與被測量相應(yīng)的信號，對測量系統(tǒng)的測量質(zhì)量有著決定性的影響。一個(gè)理想的敏感元件應(yīng)該滿足如下幾方面的要求：1.敏感元件輸入與輸出之間應(yīng)該有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)系；2.敏感元件應(yīng)該只對被測量的變化敏感，而對其他一切可能的輸入信號（包括噪聲信號）不敏感；3.在測量過程中，敏感元件應(yīng)該不干擾或盡量少干擾被測介質(zhì)的狀態(tài)。20第二十頁，共七十頁，2022年，8月28日1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能

變換器或變送器它是傳感器與顯示裝置中間的部分，它將傳感器輸出的信號變換成顯示裝置易于接受的信號。

要求它的性能穩(wěn)定、精確度高，而且應(yīng)使信息損失最小。變成標(biāo)準(zhǔn)（電壓、電流）信號：0－10VDC0-10mA或者4-20mADC21第二十一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能

顯示裝置顯示裝置是測量系統(tǒng)直接與觀測者發(fā)生聯(lián)系的部分，其作用是向觀測者指出被測參數(shù)的數(shù)值。顯示裝置可以對被測量進(jìn)行指示、記錄，有時(shí)還帶有調(diào)節(jié)功能，以控制生產(chǎn)過程。模擬式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表屏幕式顯示儀表22第二十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能傳輸通道如果測量系統(tǒng)各環(huán)節(jié)是分離的，那么就需要把信號從一個(gè)環(huán)節(jié)送到另一個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)這種功能的環(huán)節(jié)稱為傳輸通道。傳輸通道是各環(huán)節(jié)間輸入、輸出信號的連接部分，它分為電線、光導(dǎo)纖維和管路等。傳輸通道一般較為簡單，容易被忽視。在實(shí)際的測量系統(tǒng)中，應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行選擇和布置，否則會造成信息損失、信號失真或引入干擾。23第二十三頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

真值、測量值及測量誤差的定義測量誤差的分類測量精度24第二十四頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容25第二十五頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

一、真值、測量值及測量誤差的定義需要進(jìn)行測量的物理量，始終具有一個(gè)客觀存在的數(shù)值，這一數(shù)值就稱為真值。用X0表示。而通過測量儀表檢測得到的結(jié)果稱為測量值，或稱示值。用X表示。真值與測量值兩者之間的差異程度，稱為測量誤差。測量值可以無限地逐漸逼近真值，然而卻不能等于真值。

26第二十六頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

二、測量誤差的分類1.按照誤差數(shù)值的表示方法可分為：示值絕對誤差示值相對誤差引用誤差和基本誤差2.按測量誤差的特性可分為：系統(tǒng)誤差

隨機(jī)誤差（又稱偶然誤差）過失誤差（又稱疏忽誤差、粗大誤差或粗差）

27第二十七頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

二、測量誤差的分類3.按測量誤差產(chǎn)生的來源可分為：

儀表誤差

人為誤差（也稱操作誤差）

環(huán)境誤差

方法誤差

裝置誤差

校驗(yàn)誤差

28第二十八頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容示值絕對誤差測量儀表的指示值（示值或測量值）X與被測量的真值X0（一般在測量中用最優(yōu)概值來代替）之間的代數(shù)差值稱為示值的絕對誤差，用△x表示

絕對誤差是有單位的量，其單位與測得值和實(shí)際值相同。誤差是有符號的量，其符號表示出測量值與實(shí)際值的大小關(guān)系，若測量值較實(shí)際值大，則絕對誤差為正值，反之為負(fù)值。測量值與被測量實(shí)際值間的偏離程度和方向是通過絕對誤差來體現(xiàn)的。但僅用絕對誤差，通常不能說明測量的質(zhì)量，29第二十九頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容示值相對誤差示值的絕對誤差與被測量的真值之比，稱為示值的相對誤差δ，常用百分?jǐn)?shù)表示.30第三十頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容引用誤差和基本誤差示值的絕對誤差與該儀表的量程范圍lm之比稱為示值的引用誤差δy

示值的最大絕對誤差值與該儀表的量程范圍之比稱為示值的基本誤差δj

基本誤差去掉%常常稱為測量儀表的精度等級31第三十一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容注意由于被測量的真值X0實(shí)際上是無法得到的，因此，絕對誤差△x和相對誤差δ也無法求得，所以在實(shí)際計(jì)算中往往把最優(yōu)概值作為真值X0的近似值來計(jì)算。一般來說，測量儀器在同一量程不同示值處的絕對誤差實(shí)際上未必處處相等，但對使用者來講，在沒有修正值可利用的情況下，只能按最壞情況來處理，即認(rèn)為儀器在同一量程各處的絕對誤差是個(gè)常數(shù)且等于△xm，人們把這種處理叫做誤差的整量化。為了減小測量中的示值誤差，在進(jìn)行量程選擇時(shí)應(yīng)盡可能使示值能接近滿量程值，一般以示值不小于滿量程值的2/3為宜。32第三十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容系統(tǒng)誤差在相同的測量條件下，對同一被測量進(jìn)行多次測量時(shí)，誤差的大小和符號或者保持恒定，或者按一定的規(guī)律變化，這類誤差稱為系統(tǒng)誤差。前者稱為恒值系統(tǒng)誤差，后者稱為變值系統(tǒng)誤差。在變值系統(tǒng)誤差中，又可按誤差變化規(guī)律的不同分為累進(jìn)系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差和按復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。例如，儀表指針零點(diǎn)偏移將產(chǎn)生恒值系統(tǒng)誤差；電子電位差計(jì)中滑動(dòng)變阻器的磨損將導(dǎo)致累進(jìn)性的系統(tǒng)誤差；而測量現(xiàn)場電磁場的干擾，往往會引人周期性的系統(tǒng)誤差。33第三十三頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的主要特點(diǎn)是：只要測量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測量平均值的辦法不能改變或消除系統(tǒng)誤差；而當(dāng)條件改變時(shí)，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復(fù)性。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因有：1.測量儀器設(shè)計(jì)原理及制作上的缺陷。例如刻度偏差，刻度盤或指針安裝偏心，使用過程中零點(diǎn)漂移，安裝位置不當(dāng)?shù)取?.測量時(shí)的環(huán)境條件如溫度、濕度及電源電壓等與其使用要求不一致。3.采用近似的測量方法或近似的計(jì)算公式。4.測量過程中估計(jì)讀數(shù)時(shí)習(xí)慣偏于某一方向所引起的誤差。34第三十四頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差體現(xiàn)了測量的正確度，系統(tǒng)誤差小，表明測量的正確度高。系統(tǒng)誤差就個(gè)體而言是有規(guī)律的，其產(chǎn)生的原因往往是可知的或者是能夠掌握的。因此，系統(tǒng)誤差的處理多屬測量技術(shù)上的問題，可以通過實(shí)驗(yàn)的方法加以消除，也可以通過引入更正值的方法加以修正。更正值的大小與系統(tǒng)誤差的大小相等，但符號相反。35第三十五頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

隨機(jī)誤差（又稱偶然誤差）在相同條件下，多次測量同一量時(shí)，誤差的絕對值和符號時(shí)大時(shí)小,時(shí)正時(shí)負(fù),沒有確定的規(guī)律,也不可能預(yù)知，這類誤差稱為隨機(jī)誤差。這種誤差常常是由于測量中偶然原因引起的，故又常稱偶然誤差。隨機(jī)誤差的產(chǎn)生取決于測量過程中一系列隨機(jī)因素的影響。例如：儀表內(nèi)部存在有摩擦和間隙等不規(guī)則變化；測量過程中外界環(huán)境條件的無規(guī)則變化；測量時(shí)不確定的讀數(shù)誤差等。36第三十六頁，共七十頁，2022年，8月28日隨機(jī)誤差的存在是不可避免的，而且在相同的測量條件下進(jìn)行多次測量時(shí)，誤差值的大小和符號都沒有確切的規(guī)律，不能通過實(shí)驗(yàn)的方法來消除。但是在等精度測量條件下，當(dāng)測量次數(shù)足夠多時(shí)，隨機(jī)誤差服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律即正態(tài)分布規(guī)律。37第三十七頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

隨機(jī)誤差與絕對誤差二者既有區(qū)別又有聯(lián)系，并無絕對的界限，在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。對某一具體誤差，在某一條件下為系統(tǒng)誤差，而在另一條件下可為隨機(jī)誤差，反之亦然。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程當(dāng)中，有些視為隨機(jī)誤差的測量誤差，有可能分離出來作為系統(tǒng)誤差處理；而有一些變化規(guī)律復(fù)雜、難以消除或沒有必要花費(fèi)很大代價(jià)消除的系統(tǒng)誤差，也常當(dāng)作隨機(jī)誤差處理。

38第三十八頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

隨機(jī)誤差產(chǎn)生隨機(jī)誤差的主要原因包括：1.儀器元器件產(chǎn)生噪聲，零部件配合的不穩(wěn)定、摩擦、接觸不良等。2.溫度及電源電壓的無規(guī)則波動(dòng)，電磁干擾，氣壓、溫度、濕度干擾、地基震動(dòng)等。3.測量人員感覺器官的無規(guī)則變化而造成的讀數(shù)不穩(wěn)定等。隨機(jī)誤差體現(xiàn)了多次測量的精密度，隨機(jī)誤差小，則精密度高。

39第三十九頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

過失誤差（又稱疏忽誤差、粗大誤差或粗差）在一定的測量條件下，測量值明顯地偏離實(shí)際值所形成的誤差稱為粗大誤差，也稱為粗差，它是明顯歪曲了測量結(jié)果的誤差。這類誤差完全是由于測量者在測量過程中粗心大意造成的，例如讀數(shù)錯(cuò)誤、記錄或運(yùn)算錯(cuò)誤、測量過程中的失誤等。此種誤差無規(guī)律可循，但卻是完全可以通過主觀的努力加以克服的。對待這類誤差的原則是隨時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨時(shí)剔除。含有粗大誤差的測量值一般又稱為壞值，在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前應(yīng)當(dāng)先行剔除壞值，因?yàn)閴闹挡荒芊从潮粶y量的真實(shí)數(shù)值。

40第四十頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

過失誤差（又稱疏忽誤差、粗大誤差或粗差）產(chǎn)生粗差的主要原因包括：1.測量方法不當(dāng)或錯(cuò)誤。例如用大量程的流量計(jì)測量小流量。2.測量操作疏忽和失誤。例如未按規(guī)程操作，讀錯(cuò)測量數(shù)值或單位、或記錄及計(jì)算錯(cuò)誤等。3.測量條件的突然變化。例如電源電壓突然增高或降低，雷電干擾，機(jī)械沖擊等一切引起測量儀器示值的劇烈變化等。這類變化雖然也帶有隨機(jī)性，但由于造成的示值明顯偏離實(shí)際值，因此將其列入粗大誤差范疇。41第四十一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容根據(jù)這種分類方法，測量誤差可表示為：

42第四十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

儀表誤差儀表誤差又稱設(shè)備誤差，它是由測量儀表本身在測量過程中所造成的誤差，是由于設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢定及本身結(jié)構(gòu)等的不完善以及儀器使用過程中元器件老化、機(jī)械部件磨損、疲勞等因素而使測量儀器設(shè)備本身帶有的誤差。儀器誤差還可細(xì)分為：讀數(shù)誤差，包括出廠校準(zhǔn)定度不準(zhǔn)確產(chǎn)生的校準(zhǔn)誤差、刻度誤差、讀數(shù)分辨力有限而造成的讀數(shù)誤差及數(shù)字式儀表的量化誤差（個(gè)字誤差）；儀器內(nèi)部噪聲引起的內(nèi)部噪聲誤差；元器件疲勞、老化及周圍環(huán)境變化造成的穩(wěn)定誤差；儀器響應(yīng)的滯后現(xiàn)象造成的動(dòng)態(tài)誤差；探頭等輔助設(shè)備帶來的其他方面的誤差。

43第四十三頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

儀表誤差不管選用的儀表準(zhǔn)確度多高，儀表本身的基本誤差總是存在的，我們只能根據(jù)測量誤差的允許范圍，選擇適當(dāng)準(zhǔn)確度的測量儀表使其誤差滿足測量提出的要求。減小儀器誤差的主要途徑是根據(jù)具體測量任務(wù)，正確地選擇測量方法和使用測量儀器，包括要檢查所使用的儀器是否具備出廠合格證及檢定合格證，在額定工作條件下按使用要求進(jìn)行操作等。量化誤差是數(shù)字儀器特有的一種誤差，減小由它帶給測量結(jié)果準(zhǔn)確度的影響的辦法是設(shè)法使顯示器顯示盡可能多的有效數(shù)字。44第四十四頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

人為誤差（也稱操作誤差）人為誤差主要指由于測量者感官的分辨能力、視覺疲勞、固有習(xí)慣等而對測量實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象與結(jié)果判斷不準(zhǔn)確而造成的誤差，或由于測量人員的技術(shù)水平不高而造成的誤差。比如溫度計(jì)刻度值的讀取等，都很容易產(chǎn)生誤差。減小人為誤差的主要途徑有：提高測量者的操作技能和工作責(zé)任心；采用更合適的測量方法；采用數(shù)字式顯示的客觀讀數(shù)以避免指針式儀表的讀數(shù)視差等。

45第四十五頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

環(huán)境誤差它是由于測量環(huán)境不符合儀表的使用條件而產(chǎn)生的附加誤差。最主要的影響因素是環(huán)境溫度、電源電壓和電磁干擾等。當(dāng)環(huán)境條件符合要求時(shí)，環(huán)境所造成的誤差對數(shù)值的影響通?？刹挥杩紤]。但在精密測量及計(jì)量中，需根據(jù)測量現(xiàn)場的溫度、濕度、電源電壓等影響數(shù)值求出各項(xiàng)影響誤差，以便根據(jù)需要做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。

46第四十六頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

方法誤差方法誤差也稱作理論誤差。方法誤差通常以系統(tǒng)誤差（主要是恒值系統(tǒng)誤差）形式表現(xiàn)出來。它是由于所使用的測量方法不完善；或測量所依據(jù)的理論不完善；或?qū)y量設(shè)備操作使用不當(dāng)，或?qū)y量計(jì)算公式不適當(dāng)簡化等原因而造成的誤差。因此，在掌握了具體原因及有關(guān)量值后，原則上都可以通過理論分析和計(jì)算或改變測量方法來加以消除或修正。對于內(nèi)部帶有微處理器的智能儀器，要做到這一點(diǎn)是不難的.

47第四十七頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

裝置誤差它是由于測量設(shè)備和電路的安裝、布置以及調(diào)整不當(dāng)而造成的誤差。測量時(shí)們應(yīng)該嚴(yán)格按照說明書的要求進(jìn)行安裝和調(diào)試，以便于把裝置誤差降低到最低限度。

校驗(yàn)誤差在校驗(yàn)測量儀表時(shí)，由于所使用的標(biāo)準(zhǔn)表本身有附加誤差（除儀表基本誤差外）而形成被校驗(yàn)表的附加誤差。

48第四十八頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

三、測量精度準(zhǔn)確度反映系統(tǒng)誤差對測量值的影響程度。系統(tǒng)誤差小，準(zhǔn)確度高；系統(tǒng)誤差大，準(zhǔn)確度低。很顯然，準(zhǔn)確度是反映對同一被測量進(jìn)行多次測量時(shí)，測量值偏離真值的程度。精密度反映隨機(jī)誤差對測量值的影響程度。隨機(jī)誤差小，精密度高。精密度是反映對同一被測量進(jìn)行多次測量時(shí)，測量值的重復(fù)一致程度，或者說測量值分布密集的程度。精確度反映系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差對測量值綜合影響的程度。49第四十九頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

a)都不好；b)準(zhǔn)確度好；c)精密度高；d)精確度好精密度、準(zhǔn)確度、精確度的關(guān)系示意圖50第五十頁，共七十頁，2022年，8月28日51第五十一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

三者關(guān)系在具體的測量實(shí)踐中，可能會有這樣的情況：準(zhǔn)確度較高而精密度較低，或者精密度高但欠準(zhǔn)確。當(dāng)然理想的情況是既準(zhǔn)確，又精密，即測量結(jié)果精確度高。要獲得理想的結(jié)果，應(yīng)滿足三個(gè)方面的條件：性能優(yōu)良的測量儀表、正確的測量方法和正確細(xì)心的測量操作。52第五十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.3測量誤差與測量精度的基本內(nèi)容

以靶心作為被測量的真值，以靶紙上的子彈著點(diǎn)表示測量結(jié)果。（a）上的子彈著點(diǎn)分散而又偏斜，說明該測量所的結(jié)果既不精密，也不準(zhǔn)確，即精確度很低。（b）上的子彈著點(diǎn)仍然比較分散，但總體而言，大致都圍繞靶心，說明測量結(jié)果準(zhǔn)確但欠精密。（c）上子彈著點(diǎn)密集在一定的區(qū)域內(nèi)，但明顯偏向一方，說明測量結(jié)果精密度高但準(zhǔn)確度差。（d）彈著點(diǎn)相互接近且都圍繞靶心，說明測量結(jié)果既精密又準(zhǔn)確度很高。53第五十三頁，共七十頁，2022年，8月28日不確定度不確定度與誤差統(tǒng)計(jì)學(xué)家與測量學(xué)家一直在尋找合適的術(shù)語正確表達(dá)測量結(jié)果的可靠性。譬如以前常用的偶然誤差，由于“偶然”二字表達(dá)不確切，已被隨機(jī)誤差所代替，近年來，人們感到“誤差”二字的詞義較為模糊，如講“誤差是±1%”，使人感到含義不清晰。但是若講“不確定度是±1%”則含義是明確的。因而用隨機(jī)不確定度和系統(tǒng)不確定度分別取代了隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。測量不確定度與測量誤差是完全不同的概念，它不是誤差，也不等于誤差。54第五十四頁，共七十頁，2022年，8月28日不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結(jié)果的可信賴程度。它是測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。不確定度愈小，所述結(jié)果與被測量的真值愈接近，質(zhì)量越高，水平越高，其使用價(jià)值越高；不確定度越大，測量結(jié)果的質(zhì)量越低，水平越低，其使用價(jià)值也越低。在報(bào)告物理量測量的結(jié)果時(shí)，必須給出相應(yīng)的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強(qiáng)了測量結(jié)果之間的可比性。55第五十五頁，共七十頁，2022年，8月28日不確定度的計(jì)算不確定度的值即為各項(xiàng)值距離平均值的最大距離。例：有一列數(shù)。A1,A2,...,An，它們的平均值為A，則不確定度為：max{|A-Ai|,i=1,2,...,n}56第五十六頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

測量儀表的分類測量儀表的基本性能57第五十七頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

一、測量儀表的分類按顯示記錄形式及功能分類：模擬式、數(shù)字式按工作原理分類：機(jī)械式、電子式、氣動(dòng)式、液動(dòng)式儀表

其它分類方法按用途分有標(biāo)準(zhǔn)儀表、實(shí)驗(yàn)室用儀表和工程用儀表等；按使用方法分有固定式和便攜式儀表等。

58第五十八頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

一、測量儀表的分類工程用儀表是在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的測量儀表，它的結(jié)構(gòu)簡單、牢固抗振、工作可靠，但精度比較低。實(shí)驗(yàn)室用儀表通常用于科研測量工作，也常用來校驗(yàn)工程用儀表，其精度比較高。標(biāo)準(zhǔn)表則精度更高，常用來校驗(yàn)和標(biāo)定其它的儀表。

59第五十九頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

二、測量儀表的基本性能儀表的測量范圍（量程）儀表的精度儀表的穩(wěn)定性穩(wěn)定度、環(huán)境影響系數(shù)儀表的靜態(tài)特性60第六十頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

儀表的測量范圍（量程）儀表能夠測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍稱作儀表的測量范圍或量程；在數(shù)值上等于儀表上的最大值減去儀表的最小值，用lm表示。選用儀表時(shí)，首先應(yīng)對被測量的大小有一初步估計(jì)，務(wù)必使被測量的值都落在儀表的量程之內(nèi)，否則，當(dāng)被測量的值超過儀表的量程，則會導(dǎo)致儀表的損壞，或者不能測得被測量的準(zhǔn)確結(jié)果；當(dāng)被測量的值不好估計(jì)時(shí)，應(yīng)先選用較大量程的儀表，再逐步減小量程直到合適為止。理想的儀表量程是使被測量在其滿量程值的三分之二左右，這樣能有效地提高測量精度。

61第六十一頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

儀表的精度測量值接近真值的程度

任何儀表在測量時(shí)要求其基本誤差不超過一定的規(guī)定值，故常常又將基本誤差稱為允許誤差。儀表的精度規(guī)定了儀表的等級范圍，是衡量儀表質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)之一。目前市場上儀表的精度等級序列有0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等。62第六十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1.4測量儀表的種類及其基本性能

儀表的精度在測量中使用同一精度、量程也相同的儀表，則所引起的儀表絕對誤差與被測量的數(shù)值無關(guān)，是固定不變的，因此它是系統(tǒng)誤差的一種。此處的相對誤差指儀表絕對誤差與被測量值的百分誤差。對同一精度的儀表，如果量程不同，則在測量中可能產(chǎn)生的絕對誤差是不同的，同一精度的窄量程儀表的絕對誤差小于同一精度的寬量程儀表的絕對誤差。所以在選用儀表時(shí)，在滿足被測量的數(shù)值范圍的前提下，盡可能選擇窄量程的儀表，并盡量使測量值在滿刻度的三分之二左右，這樣就可以達(dá)到既滿足測量誤差的要求，又可選擇精度等級低的測量儀表，從而降低儀表的價(jià)格。63第六十三頁，共七