如何减小指针式测量仪器的测量误差？

在实践中，测量误差是不可避免的。为了使测量结果可以评定，则必须给出测量值及其测量误差。

可能的测量误差有：

1）人为误差。由不准确的或有错误的读数产生的误差（视觉误差）。

2）环境误差。由于偏离如额定温度或额定频率而引起的误差。

3）系统误差。由于测量电路，如使用有误差的电流或有误差的电压电路而引起的误差。

4）显示误差。由于结构，如轴承的摩擦、不精确的刻度盘结构或由于测量仪器制造误差而引起的误差。

由于人为误差和系统误差是不可避免的，所以在误差计算时不予考虑；对于环境误差，则只在对于测量仪器工作条件不可接通时才予以考虑。

在误差计算时，大都使用显示误差。显示误差也称为允许绝对误差F，取决于精度等级k。在k=1.5时，允许真实值偏离显示值M最大±1.5%的量程终值。精度等级由制造商给出（表8-5和举例）。

表8-5 电气测量仪器的精度等级

式中 F——绝对误差；

k——精度等级；

E——量程终值。

式中 f——相对误差；

F——绝对误差；

M——测量值。

W_u=M-F

W_o=M+M(www.xing528.com)

式中 W_u——真实值所允许的下极限值；

W_o——真实值所允许的上极限值。

精度等级是以百分数表示的量程终值的最大允许误差。

允许的绝对误差对于量程中的每个测量值都是相同的。绝对误差F除以测量值M便得到了用于测量结果的相对误差f。真实值所允许的上极限W_o和允许的下极限W_u由上面给出的公式进行计算。

如图8-11所示，在刻度盘中部显示值的相对误差f是刻度盘终点的两倍。

量程尽可能选在指针指在离刻度终端刻度的½⅔处，因为在此处的相对误差最小。

图8-11 刻度盘显示值

计算例题：

计算图8-11所示显示的测量仪器的：a）刻度常数；b）测量值M；c）绝对误差F；d）相对误差f；e）真实值上极限W_o；f）真实值下极限W_u。

解：

a）

b）M=刻度常数×刻度划分中的显示=50分度×0.1V/分度=5V

c）

d）

e）W_o=M+F=5V+0.15V=5.15V

f）W_u=M-F=5V-0.15V=4.85V