在直接測量過程中由于所使用的測量工具不準(zhǔn)確,測量方法的不完善,都使得測量結(jié)果不準(zhǔn)確,以致于偏離真實(shí)值,這就是誤差。在間接測量中由于直接測量的結(jié)果有誤差,此誤差可傳遞到的結(jié)果中,也可使其偏離真實(shí)值。
因?yàn)檎嬷担ㄒ卜Q理論值)無法準(zhǔn)確得到,實(shí)際上用的都是約定真值,約定真值需以測量不確定度來表征其所處的范圍,因此測量誤差實(shí)際上無法準(zhǔn)確得到。
測量不確定度:表明合理賦予被測量之值的分散性,它與人們對被測量的認(rèn)識程度有關(guān),是通過分析和評定得到的一個(gè)區(qū)間。
測量誤差:是表明測量結(jié)果偏離真值的差值,它客觀存在但人們無法確定得到。
例如:測量結(jié)果可以很接近真值(即誤差很?。?但由于認(rèn)識不足,人們賦予的值卻落在一個(gè)較大區(qū)域內(nèi)(即測量不確定度較大);也可能實(shí)際上測量誤差較大,但由于分析估計(jì)不足,使給出的不確定度偏小。因此在評定測量不確定度時(shí)應(yīng)充分考慮各種影響因素,并對不確定度的評定進(jìn)行必要的驗(yàn)證。
由上所述,可知誤差存在于一切測量之中,所以討論誤差,了解其規(guī)律、性質(zhì)、來源和大小就很有必要。實(shí)驗(yàn)誤差的分析,對人們改進(jìn)實(shí)驗(yàn),提高其精密度和準(zhǔn)確度(精密度和準(zhǔn)確度的意義在以后討論),甚至新的發(fā)現(xiàn)都具有重要的意義。
誤差分為隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差
誤差可表示為:誤差=測量結(jié)果-真值=隨機(jī)誤差+系統(tǒng)誤差
因此任意一個(gè)誤差均可分解為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的代數(shù)和
系統(tǒng)誤差:由于測量工具(或測量儀器)本身固有誤差、測量原理或測量方法本身理論的缺陷、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)人員本身心理生理?xiàng)l件的制約而帶來的測量誤差稱為系統(tǒng)誤差。
系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是在相同測量條件下、重復(fù)測量所得測量結(jié)果總是偏大或偏小,且誤差數(shù)值一定或按一定規(guī)律變化.減小系統(tǒng)誤差的方法通??梢愿淖儨y量工具或測量方法,還可以對測量結(jié)果考慮修正值。
隨機(jī)誤差:隨機(jī)誤差又叫偶然誤差,即使在完全消除系統(tǒng)誤差這種理想情況下,多次重復(fù)測量同一測量對象,仍會由于各種偶然的、無法預(yù)測的不確定因素干擾而產(chǎn)生測量誤差,稱為隨機(jī)誤差。
隨機(jī)誤差的特點(diǎn)是對同一測量對象多次重復(fù)測量,所得測量結(jié)果的誤差呈現(xiàn)無規(guī)則漲落,既可能為正(測量結(jié)果偏大),也可能為負(fù)(測量結(jié)果偏?。?,且誤差絕對值起伏無規(guī)則.但誤差的分布服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,表現(xiàn)出以下三個(gè)特點(diǎn):單峰性,即誤差小的多于誤差大的;對稱性,即正誤差與負(fù)誤差概率相等;有界性,即誤差很大的概率幾乎為零。
從隨機(jī)誤差分布規(guī)律可知,增加測量次數(shù),并按統(tǒng)計(jì)理論對測量結(jié)果進(jìn)行處理可以減小隨機(jī)誤差。
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