在測(cè)量中由不完善,測(cè)量人員操作不當(dāng),測(cè)量中客觀條件的變化等種種原因,都會(huì)使得測(cè)量值和被測(cè)量的真實(shí)值不符,即存在測(cè)量誤差。由于真值難以得到,故在實(shí)踐應(yīng)用中都用實(shí)際值來(lái)代替真實(shí)值。即用比測(cè)量?jī)x表更精確的標(biāo)準(zhǔn)儀表的測(cè)量值來(lái)代替真值,則測(cè)量的絕對(duì)誤差可表示為:絕對(duì)誤差=測(cè)量值-實(shí)際值。儀表測(cè)量誤差還可以用相對(duì)誤差和引用誤差來(lái)表示。
1、相對(duì)誤差
相對(duì)誤差為絕對(duì)誤差與實(shí)際值之比,常用百分?jǐn)?shù)表示,即:相對(duì)誤差=(測(cè)量值-實(shí)際值)÷實(shí)際值×100%。對(duì)于數(shù)值不同的測(cè)量值,以相對(duì)誤差更能比較出測(cè)量的準(zhǔn)確度,即相對(duì)誤差越小,準(zhǔn)確度就越高。
2、引用誤差
引用誤差為絕對(duì)誤差與所用儀表的量程之比,也以百分?jǐn)?shù)表示,即:引用誤差=測(cè)量的絕對(duì)誤差÷(測(cè)量?jī)x表的上限值-測(cè)量?jī)x表的下限值)×100%
一、儀表誤差的分類
按測(cè)量誤差的性質(zhì)和特點(diǎn),通常把測(cè)量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差三類。
1、系統(tǒng)誤差
在相同測(cè)量條件下多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí),如果每次測(cè)量值的誤差基本恒定不變,或者按某一規(guī)律變化,這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差主要來(lái)源有以下三個(gè)方面:
① 測(cè)量?jī)x器和測(cè)量系統(tǒng)不夠完善。如儀表刻度不準(zhǔn),校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)儀表有誤差都會(huì)造成測(cè)量系統(tǒng)誤差。
② 儀表使用不當(dāng)。如測(cè)量設(shè)備和電路的安裝、調(diào)整不當(dāng),測(cè)量人員操作不熟練、讀數(shù)方法不對(duì)引起的系統(tǒng)誤差。
③ 外界環(huán)境無(wú)法滿足儀表使用條件:如儀表使用的環(huán)境溫度、濕度、電磁場(chǎng)等不滿足要求所引起的系統(tǒng)誤差。
但系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)一般是有規(guī)律的,其產(chǎn)生的原因基本是可控的,因此在儀表的安裝、使用、維修中應(yīng)采取有效措施消除影響;對(duì)無(wú)法確定而未能消除的系統(tǒng)誤差數(shù)值加以修正,以提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
2、隨機(jī)誤差
當(dāng)消除系統(tǒng)誤差后,在同一條件下反復(fù)測(cè)量同一參數(shù)時(shí),每次測(cè)量值仍會(huì)出現(xiàn)或大或小、或正或負(fù)的微小誤差,這種誤差稱為隨機(jī)誤差。由于其無(wú)規(guī)律,偶然產(chǎn)生,故又稱偶然誤差。
3、粗大誤差
由于操作人員的錯(cuò)誤操作和粗心大意等原因,造成測(cè)量結(jié)果顯著偏離被測(cè)量的實(shí)際值所出現(xiàn)的誤差,稱為粗大誤差,粗大誤差常表現(xiàn)為數(shù)值較大,且沒(méi)有什么規(guī)律。因此在儀表維修中,儀表工要有高度的責(zé)任心,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,并有熟練的操作技術(shù),來(lái)避免出現(xiàn)粗大誤差的產(chǎn)生。
下面結(jié)合實(shí)例介紹彈簧管壓力表的示值誤差、回程誤差、輕敲位移、零位誤差的計(jì)算方法,讓大家了解彈簧管壓力誤差計(jì)算。彈簧管壓力表允許誤差如表1所示?,F(xiàn)以一只測(cè)量范圍為0-1.6MPa,精度1.6級(jí)的壓力表為例。按《JJG 52-2013 彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》的規(guī)定。
表1 彈簧管壓力表的允許誤差表 | ||||
準(zhǔn)確度等級(jí) | 允許誤差%(按量程的百分?jǐn)?shù)計(jì)算) | |||
零位 | 測(cè)量上限的90%-100% | 其余部分 | ||
帶止銷 | 不帶止銷 | |||
1 | 1 | ±1.0 | ±1.6 | ±1.0 |
1.6(1.5) | 1.6 | ±1.6 | ±2.5 | ±1.6 |
2.5 | 2.5 | ±2.5 | ±4.0 | ±2.5 |
4 | 4 | ±4.0 | ±4.0 | ±4.0 |
注1:使用中的1.5級(jí)壓力表最大允許誤差按1.6級(jí)計(jì)算,準(zhǔn)確度等級(jí)可不更改。
注2:壓力表最大允許誤差應(yīng)按其量程百分比計(jì)算。
① 示值誤差計(jì)算
在彈簧管壓力表測(cè)量范圍內(nèi),示值誤差應(yīng)不大于表1所規(guī)定的允許誤差,則測(cè)量上限(90%-100%)的誤差為:△=(1.6-0)×(±2.5%)=±0.04MPa;其余部分的誤差為:△=(1.6-0)×(±1.6%)=±0.0256MPa
② 回程誤差計(jì)算
在彈簧管壓力表測(cè)量范圍內(nèi),回程誤差應(yīng)不大于表1所規(guī)定的允許誤差絕對(duì)值?;爻陶`差為:|△|=|±0.0256|=0.0256MPa
③ 輕敲位移
輕敲壓力表表殼后,指針示值變動(dòng)量應(yīng)不大于表1所規(guī)定的允許誤差絕對(duì)值的二分之一。則輕敲位移的允差為:50%×|△|=50%×|±0.0256|=0.0128MPa
④ 零位誤差計(jì)算
零位允許誤差有帶止銷和不帶止銷之分,其應(yīng)不大于表1所規(guī)定的允許誤差。本例的壓力表是不帶止銷的,其零位誤差為:1.6×|△|=1.6×|±0.0256|=±0.041MPa