測量儀表的基本性能

測量儀表的性能直接關系到測量結果的誤差大小。評價測量儀表基本性能的主要指標有以下幾個。

1.精確度

1）精密度。精密度反映儀表指示值的分散性。對某一穩定的被測量，由同一個測量者、用同一個儀表連續重復測量多次，其測量指示值的分散程度即是精密度。它表示隨機誤差的大小，精密度高，意味著隨機誤差小。

2）準確度。準確度反映測量值與真值的偏離程度，它是系統誤差大小的標志。準確度愈高，系統誤差愈小。

精密度與準確度的綜合指標是精確度（簡稱精度），有時可取兩者的代數和。精確度高反映了精密度和準確度都比較高。精確度常用測量誤差的相對值表示。

2. 穩定性

穩定性用穩定度和影響量兩個指標表示。

1）穩定度。在測量條件不變的情況下，在規定時間內，由儀表中的隨機性變動、周期性變動、漂移等引起的指示值變化稱為穩定度。

2）影響量。外界環境變化引起的儀表指示值變化稱為影響量，例如由溫度、濕度、振動、電源電壓及頻率等變化而引起的指示值偏差。影響量也是表示穩定性的一個指標。

3.輸出-輸入特性

（1）靜態特性

輸入的被測量參數不隨時間變化或變化很緩慢時，測量儀表的輸出量與輸入量之間的關系，稱為靜態特性，主要指標有線性度、靈敏度和滯環等。

1）線性度。線性度（又稱非線性誤差）反映輸出量與輸入量的實際關系曲線偏離擬合直線的程度，表示為

3.誤差的分類

（1）系統誤差

在同樣的條件下多次重復測量同一個量時，其誤差的絕對值和符號保持不變，或在條件變化時，與某一個或幾個因素相關的有規律性誤差，稱為系統誤差，簡稱系差。例如應變片電阻值隨溫度的變化而變化的誤差，儀表的零位誤差等。產生這種誤差的主要根源是儀表制造、安裝及使用方法不正確。利用系統誤差的規律性，并通過修正或補償的辦法，可以減小或消除這種誤差。

（2）隨機誤差

隨機誤差是指服從統計規律的誤差，簡稱隨差，也稱偶然誤差。在相同條件下，重復測量某一量時，每次測量的誤差變化無常，沒有規律，然而大量重復測量卻顯示出統計規律。這種誤差即為隨機誤差。用統計方法對測量數據進行處理，可以發現和估計這種誤差的影響。

隨機誤差反映了測量結果的分散性，故可用來衡量測量精密度。

隨機誤差是由許多復雜的偶然因素造成的，如電磁場變化、氣壓和濕度的變化、熱起伏、空氣流動等。它不像系統誤差那樣可以用修正或補償技術措施來減小或消除。

應指出，統計誤差與系統誤差之間的界限并不是絕對的。當對某些誤差的根源認識不清時，往往把它歸結為隨機誤差；當對某些誤差來源及其變化規律掌握后，又可以將它作為系統誤差。另外，在任何一次實際測量時，系統誤差和統計誤差都會同時出現，兩者有時也難以區分。

（3）粗差

在測量中與實際值明顯不符的誤差稱為粗差。例如，操作錯誤、傳感器安裝不符合要求、讀錯、記錯等都會引起粗差。帶有粗差的測量結果稱為壞值或異常值。對于這種情況，應找出誤差根源，重新進行測量。

誤差的來源大致可分為以下幾類∶傳感器或儀器引起的誤差，稱為工具誤差；測試設備和線路的安裝、布置、調整不完善引起的誤差，稱為裝置誤差；測量方法不正確或不完善所導致的誤差，稱為方法誤差；由環境因素，如溫度、濕度、氣壓、電磁場等變化引發的誤差，稱為環境誤差；人員誤差；等等。在實際測量中應根據具體試驗條件綜合分析這些誤差的影響。