测量误差及其分类

答：测量误差是指被测量的测得值与其真值之差。

被测量的真值是指没有任何误差的绝对准确的测量方法所测得的值。真值虽是客观存在，但由于计量器具本身的误差、测量方法的不完善、测量环境的限制等各方面因素影响，无法获得被测几何量的真值。测量实践表明，即使在相同的条件下对同一被测量进行多次重复测量，各次测得值也不完全相同。因此每一测得值只能在一定程度上近似于真值，这种偏离真值的程度在数值上则表现为测量误差。

根据误差的特征，测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。

（1）系统误差 系统误差是指在一定测量条件下，对同一被测量进行重复测量时，其数值大小和符号基本保持不变，或按一定规律变化的测量误差。前者称为定值系统误差，如量块检定后的实际偏差、千分尺零位不正确而引起的测量误差；后者称为变值系统误差，如分度盘因偏心引起的周期变化的测量误差。

系统误差一般是在进行测量之前就存在，其产生原因是：

1）由于量具、量仪在设计、制造和使用调整中，存在不正确状况而引起的误差。如将非线性值用线性值代替所引起的误差；量仪制造时所产生的刻度误差；使用千分尺时没有进行零位调整引起的误差等。

2）由于测量方法不完善而引起的误差。如测量时被测件安置不正确（没有调平等）引起的误差；细长件支承不正确引起的误差；不遵守温度规范引起的误差等。

减小或消除系统误差的方法有：

1）消除引起系统误差产生的根源。如因量具或量仪的零位偏移产生的误差，可事先检查和调整零位，再进行测量；为消除安置误差的影响，可在测量前仔细地进行调平；对温度变化的影响，应避免测量时可能出现的局部和瞬时热变化。

2）修正方法。对某些固定的系统误差，如事先能用精度较高的量仪检定出来，并制出相应的修正表或修正曲线，便可对测得值进行修正，以消除该部分系统误差的影响。

（2）随机误差 随机误差是指在相同的测量条件下，多次重复测量同一量值时，误差的大小与方向（正或负）不是按一定规律变化的测量误差。(www.xing528.com)

随机误差产生的原因主要是由许多连续变化的微小因素造成，如量仪中传动链的间隙、连接件的弹性变形和摩擦力的变化等。此外，测量者的感官缺陷和精神状态，周围环境条件（如照明、周围介质的波动等）的变动，都会引起随机误差。

随机误差是测量过程中偶然出现的，对测量结果的影响又无预知规律。因此，难以像系统误差那样预先找出消除方法。通过大量实测实践证明，随机误差具有以下特性。

1）绝对值相等的正、负随机误差出现的可能性相同。

2）绝对值小的随机误差出现的可能性大；绝对值大的随机误差出现的可能性小。

3）对一定的测量方法，随机误差的绝对值实际上不会超出一定界限。

根据上述特性，可用概率论和统计数学的方法对其进行数据处理，以减小随机误差对测量结果的影响。实际生产中可采用多次重复测量取其平均值的方法消除随机误差的影响。

（3）粗大误差 粗大误差是指超出在规定条件下预计的，并且显著改变测量结果的大误差。它是由于测量过程中的过失所造成的测量误差。

产生粗大误差的原因是：操作者缺乏经验、粗心大意或疲劳所引起的，如发生不正确读数，错误的数据记录，不正确操作或没有掌握量仪的使用原理就进行测量等。此外，测量条件的瞬时变化，如机械冲击、外界条件的波动、仪器的停滞现象等，都会造成粗大误差的产生。

在正常情况下，测量结果中不应含有粗大误差。因此要求操作者在测量中，必须严肃认真，仔细操作，精心观察。在分析测量误差和处理数据时应剔除粗大误差。