测量仪表的基本性能

测量仪表的性能直接关系到测量结果的误差大小。评价测量仪表基本性能的主要指标有以下几个。

1.精确度

1）精密度。精密度反映仪表指示值的分散性。对某一稳定的被测量，由同一个测量者、用同一个仪表连续重复测量多次，其测量指示值的分散程度即是精密度。它表示随机误差的大小，精密度高，意味着随机误差小。

2）准确度。准确度反映测量值与真值的偏离程度，它是系统误差大小的标志。准确度愈高，系统误差愈小。

精密度与准确度的综合指标是精确度（简称精度），有时可取两者的代数和。精确度高反映了精密度和准确度都比较高。精确度常用测量误差的相对值表示。

2. 稳定性

稳定性用稳定度和影响量两个指标表示。

1）稳定度。在测量条件不变的情况下，在规定时间内，由仪表中的随机性变动、周期性变动、漂移等引起的指示值变化称为稳定度。

2）影响量。外界环境变化引起的仪表指示值变化称为影响量，例如由温度、湿度、振动、电源电压及频率等变化而引起的指示值偏差。影响量也是表示稳定性的一个指标。

3.输出-输入特性

（1）静态特性

输入的被测量参数不随时间变化或变化很缓慢时，测量仪表的输出量与输入量之间的关系，称为静态特性，主要指标有线性度、灵敏度和滞环等。

1）线性度。线性度（又称非线性误差）反映输出量与输入量的实际关系曲线偏离拟合直线的程度，表示为

3.误差的分类

（1）系统误差

在同样的条件下多次重复测量同一个量时，其误差的绝对值和符号保持不变，或在条件变化时，与某一个或几个因素相关的有规律性误差，称为系统误差，简称系差。例如应变片电阻值随温度的变化而变化的误差，仪表的零位误差等。产生这种误差的主要根源是仪表制造、安装及使用方法不正确。利用系统误差的规律性，并通过修正或补偿的办法，可以减小或消除这种误差。

（2）随机误差

随机误差是指服从统计规律的误差，简称随差，也称偶然误差。在相同条件下，重复测量某一量时，每次测量的误差变化无常，没有规律，然而大量重复测量却显示出统计规律。这种误差即为随机误差。用统计方法对测量数据进行处理，可以发现和估计这种误差的影响。

随机误差反映了测量结果的分散性，故可用来衡量测量精密度。

随机误差是由许多复杂的偶然因素造成的，如电磁场变化、气压和湿度的变化、热起伏、空气流动等。它不像系统误差那样可以用修正或补偿技术措施来减小或消除。

应指出，统计误差与系统误差之间的界限并不是绝对的。当对某些误差的根源认识不清时，往往把它归结为随机误差；当对某些误差来源及其变化规律掌握后，又可以将它作为系统误差。另外，在任何一次实际测量时，系统误差和统计误差都会同时出现，两者有时也难以区分。

（3）粗差

在测量中与实际值明显不符的误差称为粗差。例如，操作错误、传感器安装不符合要求、读错、记错等都会引起粗差。带有粗差的测量结果称为坏值或异常值。对于这种情况，应找出误差根源，重新进行测量。

误差的来源大致可分为以下几类∶传感器或仪器引起的误差，称为工具误差；测试设备和线路的安装、布置、调整不完善引起的误差，称为装置误差；测量方法不正确或不完善所导致的误差，称为方法误差；由环境因素，如温度、湿度、气压、电磁场等变化引发的误差，称为环境误差；人员误差；等等。在实际测量中应根据具体试验条件综合分析这些误差的影响。