误差的特点

一、误差从性质上可分为三大类

1.系统误差

1)概念。系统误差是指按一定规律出现的误差;在同一条件下，多次重复测试同一量时，误差的数值和正负号有较明显的规律。系统误差通常在测试之前就已经存在，而且在试验过程中，始终偏离一个方向，在同一试验中其大小和符号相同。例如，电压表示值的偏差等。

2)特征。有其对应的规律性，它不能依靠增加测量次数来加以消除，一般可通过试验分析方法掌握其变化规律，并按照相应规律采取补偿或修正的方法加以消减。

2.随机误差(偶然误差)

1)概念。在同一条件下，对某一量多次重复测量时，各次的大小和符号均以不可预定的规律变化的误差，谓之随机误差或偶然误差。它是具有不确定性的一类误差，是由测量过程中出现的各种各样不显著而又难于控制的随机因素综合影响所造成。

2)特征。个别出现的偶然性而多次重复测量总体呈现统计规律，服从高斯(GAVSS)分布，也称正态分布，无法消除。其统计特征如下:①有界性;②对称性;③单峰性;④递减性。

由于随机误差具有上述特性，所以在工程上可以对被测量进行多次重复测量的算术平均值表示被测量的真值。

3.过失误差

1)概念。测量误差明显地超出正常值，由于人员的疏失，如测错、读错、记错或计算错误等;或测试条件突变所致。

2)特征。含有过失误差的测量数据是不能采用的，必须利用一定的准则从测得的数据中剔除。如比赛中采用的“去掉一个最大值和最小值”的计分方法以及数据处理中常采用的3σ原则等即是典型的例子。

应当指出，上述三类误差之间在一定条件下是可以互相转化的。对于某一具体误差，在此条件下为系统误差，而在另一条件下可为随机误差，反之亦然。例如，按一定公称尺寸制造一批量块，其中任一块的制造误差，对“一批”来说是随机误差;而对其中某一块而言，它的制造误差是固定值，在使用这个量块时，它的固定误差又属系统误差。

掌握误差转化的特点，就可将系统误差转化为随机误差，用概率统计的方法来减小误差的影响;或将随机误差的某些成分分离出来，作为系统误差处理，用修正方法减小其影响，疏失误差有时亦难区别于随机误差，故常用随机误差来处理。

4.引起各种误差的主要因素

引起各类误差的因素，往往是多方面的，错综复杂的。但可归结为几个主要方面，如表2－2所示。

5.测量误差及其消除方法

(1)消除系统误差——比较法

如图2－1所示电桥法测量电阻由于R1、R2、R3存在误差，使Rx测量出现误差，用标准电阻Rs代替Rx接入电桥，在R1、R2、R3保持不变时仍使电桥平衡，此时有Rs=Rx，而与R1、R2、R3的误差无关。

表2－2　引起各类误差的因素