電子裝置振動與衝擊防護

[拼音]：celiang wucha

[英文]：measurement error

在一切測量中，由於各種因素的影響，測量所得的量值x並不準確地等於被測之量的真值A。二者之差x-A=墹x 稱為測量誤差。修正量與誤差值大小相等，方向相反，即C＝-墹x＝A-x。對測得值加以修正即得到真值，即A＝x+C。由於測量誤差不可避免，因而無法知道誤差的準確值。人們只能估計在一定概率下可能達到的誤差限，這樣估計的誤差限稱為測量的不確定度。

系統誤差和隨機誤差

測量誤差分為系統誤差和隨機誤差兩類。在相同的條件下進行多次重複測量，即所謂進行一列等精度測量，若每次測量的誤差是恆定的，或者是按照一定規律而變化的，這類誤差稱為確定性誤差或系統誤差。產生系統誤差的原因（誤差源）一般是可以掌握的，系統誤差的出現是有規律可尋的。若在一列等精度測量中，每次測量的誤差是無規律的，其值或大或小，或正或負，那麼，這類誤差就稱為隨機誤差或偶然誤差。任何測量誤差的出現都必然有其原因和規律，但由於人們對複雜客觀事物的認識有限，對於未能掌握的部分就只能歸之於偶然。一旦掌握了某一部分隨機誤差的原因和規律，這一部分誤差就成為一種系統誤差。反之，某些誤差，雖已掌握其原因和規律，但由於中間摻雜著某些難以控制的偶然因素，以致誤差的具體數值也呈現出一定的隨機性。成批生產的儀器的製造公差、測量過程中操作員對儀器的調諧和電子測量中的噪聲影響等，就是典型的事例。這類誤差也稱為隨機性系統誤差或半系統誤差，在測量實踐中常被當作隨機誤差來處理。

誤差的影響

除了被測的量以外，凡是對測量結果有影響的量，即測量系統輸入訊號中的非資訊性參量，都稱為影響量。電子測量中的影響量較多而且複雜，影響常不可忽略。環境溫度和溼度、電源電壓的起伏和電磁干擾等，是外界影響量的典型例子。噪聲、非線性特性和漂移等，是內部影響量的典型例子。影響量往往隨時間而變，而且這種變化通常具有非平穩隨機過程的性質。不過，這種非平穩性大都表現為數學期望的慢變化。此外，在測量儀器中，若某個工作特性會影響到另一工作特性，則稱前者為影響特性。影響特性也能導致測量誤差。例如，交流電壓表中檢波器的檢波特性，對測量不同波形和不同頻率的電壓會產生不同的測量誤差。

在電子測量和計量中，上述各種情況都較為明顯，而且許多隨機性系統誤差的概率密度分佈是非正態的（如截尾正態分佈、矩形均勻分佈、辛普森三角形分佈、梯形分佈、M形分佈、U形分佈和瑞利分佈等），甚至是分佈律不明的。這些都給電子測量誤差的處理和估計帶來許多特殊困難。

誤差處理

隨機誤差處理的基本方法是概率統計方法。處理的前提是系統誤差可以忽略不計，或者其影響事先已被排除或事後肯定可予排除。一般認為，隨機誤差是無數未知因素對測量產生影響的結果，所以是正態分佈的，這是概率論的中心極限定理的必然結果。通常是對被測之量進行一列N次等精度測量，然後取各次測量結果xi的算術平均值

(數學期望的估值)作為被測之量的無偏估值。用這列測量的標準偏差

（統計方差的平方根）作為隨機誤差大小的表徵。一般用貝塞爾公式

作為

的估值。

值越小，表明絕對值大的誤差出現的概率越小，測量結果的彌散程度不大，亦即表明測量的精密度甚高。當測量次數N有限時，估值

和

仍是隨機量。當誤差為正態分佈時，對於一列等精度測量中的每一單次測量結果，可根據誤差函式(或拉普拉斯函式)來估計其不確定度。這列等精度測量所得的

值的不確定度，則按學生氏t分佈來估計。至於非正態分佈的誤差，對其估計則困難得多。

系統誤差的處理尚無統一的方法可循。但是，一般首先應儘可能預見到各種誤差來源而採取技術措施予以消除或削弱其影響。其次，應選擇適當的測量方法，以便儘可能削弱系統誤差對最終測量結果的影響。平衡法（零差法）、微差法、比較法（替代法）、補償法、對照法和交叉讀數法等，都是有助於削弱系統誤差影響的經典方法。再則通過對誤差模型的分析，採用各種校準或定標方法對測量結果進行修正，這在智慧儀器和自動測試系統中較為常用。最後，對無法消除的殘餘系統誤差，則設法通過理論分析(或再輔以適當的試驗和測量)作出恰當的估計，其大小表徵測量結果的正確度。