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电磁流量计的工作原理及选型原则
xiao_xiao1 发表于 2009/4/18 13:48:42 452 查看 1 回复 [上一主题] [下一主题]
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[关键词]：真值 误差 不确定度 数据修正
一、 测量的几个相关定义及方法
1、真值：“与给定的特定量的定义一致的值”。
（1）量的真值只有通过完善的测量才有可能获得；
（2）真值按其本性是不确定的。
所以，对于给定的使用目的，对所需要的量值总是允许有误差和不确定度。
2、被测量：“作为测量对象的特定量。”
3、影响量：“不是被测量，但是对测量结果有影响的量。”
影响量可能来自环境条件（温度、湿度、气压、振动等），也可能来自于测量仪器的不正确安装、使用以及仪器本身结构的变化等。
4、测量结果：“由测量所得到的赋予被测量的值。”
在测量结果的完整表示中，应包括或附有不确定度，必要时还应说明测量所处的条件，或影响量的取值范围
5、测量方法：“进行测量时，按类别叙述的一组操作逻辑次序。”
即按照给定测量原理实施测量时，概括说明的一组合乎逻辑的操作顺序。
测量方法按不同的方式分为若干种：
（1）直接测量法：不必去测量与被测量有函数关系的其他量，而能直接得到被测量值的一种测量方法。如，水银温度计测量温度，压力表测量流体压力。
（2）间接测量法：通过测量与被测量有函数关系的其他量，从而得到被测量值的一种测量方法。例如电阻率的测量：导线长度、截面积以及电阻的测量。
（3）定义测量法：根据量的单位定义来确定该量的一种测量方法。例如，通过电阻单位欧姆的定义，通过电压和电流的测量得出电阻。
（4）替代测量法：选定的且已知其值的同种量替代被测量，使在指示装置上得到相同效应以确定被测量值一种测量方法。例如，在天平上用已校准的砝码替代被测量求出其质量。
（5）微差测量法：被测量与同它只有微小差别的已知同种量相比较，通过测量这两个量值间的差值以确定被测量值的一种测量方法。如：在比较仪上用量块测量活塞的直径。
（6）零位测量法：整已知其值的一个或几个被测量有已知平衡关系的量，通过平衡确定被测量值的一种测量方法。如，用电桥测量电阻就常用这种方法。
二、测量误差：“测量结果减去被测量的真值。”
用公式表示：测量误差=测量结果-真值
因真值本质上是不能确定的，因而测量误差也是无法准确得到或确切获知的。
[量的]约定真值：“对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。”或为给定目的而取的可以代替真值的量值。
1、由计量基准、标准复现而赋予该特定量的值；
2、采用权威组织推荐的该量的值；
3、用某量的多次测量结果来确定约定真值。
三、不确定度
“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。”
合理：应考虑到各种因素对被测量的影响所做的修正，特别是测量应处于随机控制过程中（测量在重复性条件下进行的）。
相联系：测量不确定度是一个与测量结果“在一起”的参数，在测量结果的完整表达式中应包括测量不确定度。
从词义上理解，“测量不确定度”意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。
四、误差与不确定度是两个不同的概念
1、误差（表明测量结果偏离真值的差值）用于修正测量结果；不确定度用于表征被测量之值的分散性——通过对测量过程的分析和评定得出一个区间；
2、误差为带有正号或负号的量值；不确定度为无符号的参数；
3、以前所说测量结果的误差为多少，实际是说测量结果的不确定度为多少。
五、测量误差的来源与分类
（一）测量误差的主要来源
1、方法（理论）误差：测量方法（或理论）不十分完备，特别是忽略和简化等所引起的误差。
2、器具误差：计量器具本身的结构、工艺、调整以及磨损、老化或故障所引起的误差。
3、环境误差：测量环境的各种条件，如温度、湿度、气压、磁场、振动等所引起的误差。
4、人员误差：由观测者的主观因素和实际操作，如个性、生理特点或习惯、技术水平以及失误等所引起的误差。
另外，由于被测量的定义不完善，以及测量的样本（抽样）不能代表所定义的被测量等，亦可能引起相应的误差。在一般的计量工作中，通常对此多不考虑。
（二）测量误差的分类
1、绝对误差和相对误差
绝对误差即是前述“误差”；
相对误差——“测量误差除以被测量的真值”。
当被测量值的大小相近时，通常用绝对误差进行测量水平的比较；
当被测量值相差较大时，用相对误差才能进行有效的比较。
2、系统误差和随机误差
误差往往是由若干分量组成，这些分量按特性可分为随机误差和系统误差。
误差=测量结果-真值
=（测量结果-总体均值）+（总体均值-真值）
= 随机误差+系统误差
任意一个误差△i均可分解为系统误差εi和随机误差δi的代数和。
六、测量结果修正
1、未修正结果：“系统误差未修正前的测量结果。”
如：用某尺测量圆柱直径，如果进行10次测量，所得的示值分别为14.9，14.6，14.8，14.6，14.9，14.7 ，14.7，14.8，14.9，14.8mm
则该测量列的未修正结果为其算术平均值14.8 mm。
2、已修正结果：“系统误差修正后的测量结果”。
系统误差中已识别（已掌握）的系统误差，其大小与符号已知，从而可以按“修正值”进行修正。
3、修正值：“用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值”。
（1）修正值为负的系统误差；
（2）由于系统误差不能完全获知，因此这种补偿并不完全——修正值只能对系统误差进行有限程度的补偿。修正后，系统误差会减小，但不可能为零。
真值 = 测量结果+修正值= 测量结果-误差
（3）经过修正的测量结果，即使具有较大的不确定度，但可能十分接近被测量的真值（即误差甚小）——不应把测量不确定度与已修正测量结果的误差相混淆。
4、偏差：一个值减去其参考值。
“一个值”：指测量所得的值；
“参考值”：设定值、应有值或标称值；
“标称值”：测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，该值为圆整值或近似值。它是从零件加工的“尺寸偏差”的概念引伸过来的。
“尺寸偏差”：所得到的某一实际尺寸，与其所要求的参考尺寸或标称尺寸之差。相对于实际尺寸来说，由于加工过程中的诸多因素的影响，它偏离了要求的或应有的参考尺寸，于是产生了尺寸偏差。