测量误差及减少误差的方法

一、测量方法

常用的测量方法有直接测量法、比较测量法和间接测量法。

1、直接测量法

在测量过程中，采用直接指示的仪器、仪表可以直接读取被测量数值，无需度量器参与的测量叫做直接测量法。

用欧姆表测电阻、电流表测电流、电压表测电压都属于直接测量法。由于仪表接入测量电路后，会使电路的工作状态发生变化，直接测量法的准确度较低。

2、比较测量法

在测量过程中，需要度量器的直接参与，并通过比较仪器来确定被测量数值的测量方法叫做比较测量法。比较测量法的准确度和灵敏度都比较高，适用于精密测量。根据被测量与标准量的比较方式又可分为：

1）零值法

在测量过程中，通过改变标准量使它和被测量相等，当两者差值为零时，确定出被测量数值的测量方法叫作零值法。例如用电桥测电阻、用电位差计测电动势。

2）差值法

在测量过程中，通过测出被测量与标准量的差值，从而确定出被测量数值的测量方法叫做差值法。例如用不平衡电桥测电阻。

3）代替法

在测量过程中，将被测量与已知的标准量分别接入同一测量装置，若维持仪表读数不变，这时被测量即等于已知标准量，这种测量方法叫做代替法。

3、间接测量法

根据被测量和其他量的函数关系，先测得其他量，然后按函数关系计算出来的一种方法叫做间接测量法。例如用伏安法测量电阻。间接测量法误差较大，在准确度要求不高的场合或直接测量有困难时采用。

二、测量误差与消除

测量误差是指测量结果与实际值之间的差异。测量误差产生的原因，除了仪表的基本误差和附加误差的影响外，还由测量方法的不完善、测量人员操作技能和经验不足以及人的感官差异等因素造成。

1、误差的分类及产生的原因

根据误差的性质，测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏失误差三类。

1）系统误差

是一种遵循一定规律，在测量过程中保持不变的误差。造成系统误差的原因有：

（1）测量设备的误差

标准度量器、仪表本身具有的误差。如刻度不准确等造成的系统误差。

（2）测量方法的误差

测量方法不够完善，测量仪表安装或配线不当，外界环境变化以及测量人员操作技能和经验不足造成的系统误差。如引用近似公式、接触电阻等造成的误差。

2）偶然误差

是一种大小和符号都不固定的误差。这种误差主要是由于外界环境（如温度、湿度、电场、磁场等）的偶然变化引起的，在重复进行同一个量的测量过程中，其结果往往不完全相同。

3）疏失误差

是一种严重歪曲测量结果的误差。它是因测量时的粗心或疏忽造成，如读数错误、记录错误等。

2、测量误差的消除

1）系统误差的消除

（1）对度量器、测量仪器、仪表进行校正；采用合理的测量方法或配置适当的测量仪器；改善仪表安装质量和配线方式。

（2）正负消去法，就是对同一量反复测量两次，如果其中一次误差为正，另一次误差为负，取其平均值后就可以消去这种系统误差。例如为消除外电场对电流表读数的影响，可把电流表放置的位置掉转180度再测一次，两种放置测量结果产生的误差符号正好相反。

（3）代替法，即将被测量用已知量代替，代替时仪表的工作状态不变。仪表本身的不完善和外界因素的影响对测量结果将不再发生作用，从而消除了系统误差。

2）偶然误差的消除

对于偶然误差，不能用试验的方法加以消除，只能根据多次测量，从偶然误差的总和中用统计的方法加以处理，因此，通常采用增加重复测量次数的方法来消除偶然误差对测量结果的影响，测量次数越多，其算术平均值就越接近于实际值。

3）疏失误差的消除

疏失误差严重歪曲了测量结果，因此包含有疏失误差的测量结果应抛弃不用。