測量的誤差

2024年2月21日發(作者：說組詞)

測量的誤差

測量不可避免的會有誤差，任何測量都不會絕對準確。所謂測量準確，是指測得的實際數值很接近與它的真實值。測量誤差是指測得值和被測量的真實值之差。測量誤差的大小，決定著測量的精準度，測量誤差愈小，說明測得值愈接近與它的真實值，因而測量的精確度愈高；反之測量的精確度愈低。

測量誤差按其性質與特征可分為三大類：一是系統誤差；二是偶然誤差；三是過失誤差。

一、系統誤差——是指在重復測量同一個量時，誤差的大小與方向（正或負）保持不變或按一定的規律變化的誤差。

（一） 系統誤差產生的原因

1．量具本身的誤差。量具的誤差主要包括量具設計不合理、量具零件的制造偏差和量具裝配誤差等。例如不符合阿貝守則所引起的誤差；刻度盤的刻度誤差。

2．量具的使用與調整不當所引起的誤差。例如千分尺未調整好零位而引起的誤差。

3．基準件的誤差。例如量塊的實際值和公稱尺寸之差。

4．測量方法不完善而引起的誤差。例如不正確地放置工件（沒調平）所引起的誤差；不正確支承細長工件而引起的變形誤差等。

（二）消除系統誤差的基本方法

1．針對生產誤差的原因從根本上消除的方法

這種方法是消除系統誤差最基本的方法，它是在找出產生系統誤差的原因的前提下，從產生的根源上加以消除。例如，千分尺測微螺桿的螺距誤差所引起的誤差，可通過提高該零件的制造精度來消除；量具零位不準而引起的誤差，可通過事先調準零位的方法來消除；工件的安置誤差，可通過事先調平及正確支承來消除；為了消除溫度誤差，可進行等溫和避免局部熱變化。

2．修正方法

該方法是針對某些固定的系統誤差而言，若能事先將其誤差精確地檢定出來，并列出相應的修整圖表對其加以修正，則可消除該誤差。例如，某一兩塊的公稱尺寸為20毫米，而它的真實值為19.999毫米，既系統誤差⊿=+1微米，當使用該量塊公稱尺寸進行測量時，則測量結果中加入大小與系統誤差相等，符號相反的修正量（C = -1微米），這樣可以將該系統誤差消除。

3．二次讀數法

該方法是根據誤差出現的符號不同和相互補償的原理采用二次讀數來消除系統誤差的方法。例如，對長絲杠的測量中，可取正反測量中相應的兩次讀數的算術平均值來消除安裝不正確及溫度等所引起的累積誤差。

二、偶然誤差——是指在相同條件下， 對同一量進行多次測量出現的一種大小和方向都變動的誤差。以千分尺螺桿的螺距誤差所引起的誤差為例：對一把千分尺來說，它是系統誤差；不同的螺桿螺距誤差大小與符號亦不同，故它表現為偶然誤差。

偶然誤差在多次重復測量中，雖然每次的大小和方向不一樣，但總的出現規律卻是符合統計規律的。也就是說，偶然誤差的分布通常是符合正態分布（對稱分布）規律的。

由此，可得出偶然誤差的基本性質如下：

1． 絕對值相同的正負偶然誤差發生的機會相同；

2． 絕對值小的誤差要比絕對值大的誤差出現的機會多；

3． 在一定的測量條件下偶然誤差的絕對值不會超過一定的限度，超過一定數值的誤差即為過失誤差；

4． 測量的次數增多時（指對同一量的測量）。偶然誤差的算術平均值趨近于零。

偶然誤差產生的原因是多方面的， 主要是由量具零件的磨損、量具機構（傳動鏈）的間隙和摩擦、測力的變化，鏈接件的熟練程度以及潤滑油粘度過大帶來的停滯現象等因素所造成。

偶然誤差是無法完全避免的，只有通過其大量的觀測，根據或然率的原理，運用統計的方法，找出偶然誤差的分布規律和變動范圍，從而可以掌握和控制它對測量的影響，以提高測量結果的精度。

三、過失誤差（又稱粗大誤差）——是指測量結果發生顯著錯誤的誤差。也可以說是遠遠超出一定限度的偶然誤差。

產生過失誤差的原因有以下兩方面：

（一）由于操作者缺乏經驗、出粗心大意以及疲乏等純屬人為造成的。如將讀數讀錯、記錯、算錯、量塊組合錯和工件安置得不正確等。

（二）由于測量條件瞬間激烈變化而引起的。如偶然的碰撞、振動、溫度的改變、量儀的停滯現象（如量具某測量區段不清凈或相互摩擦造成的）等。

消除過失誤差的方法，是針對產生誤差的原因，從根源上加以消除。如在測量中認真操作，精心測量，實行互檢；如精神狀況欠佳，工作過久，過于疲勞，應適當休息后進行；如測量條件變化，可重新調整和穩定后進行。