精确度是衡量电子丈量仪器功能最重要的目标,一般由读数精度、量程精度两部分组成。本文结合几个详细事例,叙述差错的发生、核算以及标定办法,正确理解精度目标能够帮助您挑选适宜的仪器外表。
一、丈量差错的界说
差错常见的表明办法有:肯定差错、相对差错、引证差错。
1)肯定差错:丈量值x*与其被测真值x之差称为近似值x*的肯定差错,简称ε。
核算公式:肯定差错 = 丈量值 – 实在值;
2)相对差错:丈量所形成的肯定差错与被丈量(约好)真值之比乘以100%所得的数值,以百分数表明。
核算公式:相对差错 =(丈量值 – 实在值)/实在值×100%(即肯定差错占实在值的百分比);
3)丈量的肯定差错与外表的满量程值之比,称为外表的引证差错,它常以百分数表明。
引证差错=(肯定差错的最大值/外表量程)×100%
引证差错越小,外表的精确度越高,而引证差错与外表的量程规模有关,所以在运用同一精确度的外表时,往往采纳紧缩量程规模,以减小丈量差错
举个比如,运用万用表测得电压1.005V,假定电压实在值为1V,万用表量程10V,精度(引证差错)0.1%F.S,此刻万用表测验差错是否在答应规模内?
剖析进程如下:
肯定差错:E = 1.005V – 1V = +0.005V;
相对差错:δ=0.005V/1V×100%=0.5%;
万用表引证差错:10V×0.1%F.S=0.1V;
由于肯定差错0.005V<0.1V,所以10V量程引证差错0.1%F.S的万用表,丈量1V相对差错为0.5%,仍在差错答应规模内。
二、丈量差错的发生
肯定差错客观存在但人们无法确认得到,且肯定差错不行避免,相对差错能够尽量削减。
差错组成成分可分为随机差错与系统差错,即:差错=丈量成果-真值=随机差错+系统差错
因而恣意一个差错均可分解为系统差错和随机差错的代数和系统差错:
1)系统差错(Systematic error)
界说:在重复性条件下,对同一被丈量进行无限屡次丈量所得成果的均匀值与被丈量的真值之差。
发生原因:由于丈量东西(或丈量仪器)自身固有差错、丈量原理或丈量办法自身理论的缺点、试验操作及试验人员自身心思生理条件的限制而带来的丈量差错。
特性:是在相同丈量条件下、重复丈量所得丈量成果总是偏大或偏小,且差错数值必定或按必定规则改动。
优化办法:办法一般能够改动丈量东西或丈量办法,还能够对丈量成果考虑修正值。
2)随机差错。
界说:随机差错又名偶尔差错,是指丈量成果与同一待丈量的很多重复丈量的均匀成果之差。发生原因:即便在彻底消除系统差错这种抱负情况下,屡次重复丈量同一丈量目标,仍会由于各种偶尔的、无法猜测的不确认要素搅扰而发生丈量差错。
特色:是对同一丈量目标屡次重复丈量,丈量成果的差错出现无规则涨落,或许是正差错,也或许是负差错,且差错肯定值崎岖无规则。但差错的散布遵守计算规则,表现出以下三个特色:
单峰性,即差错小的多于差错大的;
对称性,即正差错与负差错概率持平;
有界性,即差错很大的概率简直为零。
优化办法:从随机差错散布规则可知,添加丈量次数,并按计算理论对丈量成果进行处理能够减小随机差错。
三、精密度、精确度与精确度
精确度和差错能够说是孪生兄弟,由于有差错的存在,才有精确度这个概念。外表精确度简言之便是外表丈量值挨近真值的精确程度,一般用相对百分差错(也称相对折合差错)表明。
1)丈量偶尔差错的巨细反映了丈量的精密度
用同一丈量东西与办法在同一条件下屡次丈量,假如丈量值随机差错小,即每次丈量成果涨落小,阐明丈量重复性好,称为丈量精密度好也称安稳度好。
2)系统差错巨细反映了丈量或许到达的精确程度
根据差错理论可知,当丈量次数无限增多的情况下,能够使随机差错趋于零,而取得的丈量成果与真值违背程度——丈量精确度,将从根本上取决于系统差错的巨细。
3)精确度是丈量的精确度与精密度的总称
在实践丈量中,影响精确度的或许主要是系统差错,也或许主要是随机差错,当然也或许两者对丈量精确度影响都不行疏忽。在某些丈量仪器中,常用精度这一概念,实践上包含了系统差错与随机差错两个方面,例如常用的外表就常以精度区分外表等级。
四、仪器精度等级与量程
精确度是外表很重要的一个质量目标,常用精度等级来规范和表明。精度等级便是最大相对百分差错去掉正负号和%。按国家统一规则区分的等级有0.05,0.02,0.1,0.2,1.5等。数字越小,阐明仪器外表的精确度越高。
外表精确度不只和肯定差错有关,并且和外表的丈量规模有关。假如肯定差错相同的两台外表,其丈量规模不同,那么丈量规模大的外表相对百分差错就小,外表精确度就高;反之亦然,精度等级相同的两台仪器,量程规模大的外表肯定差错也更大。
五、使用精度的挑选
在实践使用进程中,要根据丈量的实践情况来挑选仪器的量程和精度,并不必定精度等级小的仪器,就必定有最好的丈量作用。
例如:丈量10V规范电压,用100V挡、0.1级和15V挡、0.5级的两块万用表丈量,哪块表丈量差错小?
解:榜首块表测的最大肯定答应差错
△X1=±0.1%×100V=±0.10V。
第二块表测的最大肯定答应差错
△X2=±0.5%×15V=±0.075V。
比较△X1和△X2能够看出:尽管榜首块表精确度比第二块表精确度高,但用榜首块表丈量所发生的差错却比第二块表丈量所发生的差错大。因而,能够看出,在选用仪器外表时,并非精确度越高越好,还要选用适宜的量程,只要正确挑选量程,才干发挥其潜在的精确度。
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