电磁测量误差

电磁量的测量值与其真值之差

电磁量的测量值与其真值之差。又称绝对误差。绝对误差与被测量真值之比称相对误差。电磁测量仪表的测量误差与仪表量程的上限值之比为仪表的引用误差，用于表征此仪表的准确度级别。在电磁测量中，由于人们的认识与客观事物间存在差异，误差是不可避免的。测量误差主要来源于以下因素：①仪器的制造、安装、调整等不完全符合要求；②测量条件（如温度、外界电磁场、交流电波形和频率等）未能满足设想的测量要求；③操作人员操作不当（如读数不准，读数方法不当等）；④测量方法不完善。随着科学技术的发展，一些误差可以消除或减小，但新发现的误差又会成为研究对象。18世纪末德国科学家C.F.高斯引入误差的正态分布，使误差理论的研究成为一门科学。20世纪初，小样本分布的研究，使误差理论进入实际应用领域。电磁测量中的误差研究可用于正确处理数据，恰当地评定测量结果，合理选择电磁测量仪器，因而在电磁测量中占有重要地位。

误差分类和特性

误差按性质可分为系统误差、偶然误差和疏失误差。系统误差指固定不变的或服从某一确定规律的误差。减少系统误差的办法有：①改善实验设计，改进实验设备和条件，采用设计好的优化操作步骤；②用数据处理方法引入修正值修正误差。偶然误差指单次测量时误差可大可小、可正可负，经多次测量后误差的平均值趋于零的误差。偶然误差一般服从正态分布,具有以下4个特性：①单峰性。绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大。②对称性。绝对值相等的正误差和负误差出现的概率相等。③有界性。在一定的测量条件下，误差的绝对值实际上不超过一定界限。④抵偿性。误差的算术平均值随测量次数增多趋于零。为了减少偶然误差，可以增加测量次数，取多次测量的平均值作为测量结果；也可以用最小二乘法处理测量数据。疏失误差指测量人员在操作中，由于疏忽和失误而引起的误差。减少此项误差依靠提高测量人员的素质和操作的规范化。在处理测量数据时，也可通过数学方法将有此种误差的数据予以剔除。

另外，在电磁测量中还有基本误差和附加误差。前者指在规定条件下进行测量时，因仪表本身结构和制作不完善引起的误差（如活动部分因轴承的摩擦以及刻度划分不准等引起的）；后者指在非正常工作条件下进行测量时引起的误差。可通过改进仪表结构和改善测量条件来消除这两种误差。

在现代电力系统中，复杂的调控系统已将具有测量功能的检测元件与具有调控功能的执行元件融为一体。在这种系统中，检测得到的信号在传递过程中必然会产生滞后。滞后过程影响调控的执行，从广义上讲，这也是一种测量误差。此外，复杂的调控系统还会产生数字量化误差。通常可通过滞后过程的预估和控制技术进行检测元件迟后的预测和控制，以达到削减滞后的目的。

误差的表述

在同一条件下进行n次测量时,各次的误差δ1，δ2，…,δn不相同。为表述该条件下的误差值，引进了如下几种表达方法。

①标准差：

②平均误差：

③或然误差：δi绝对值从小到大排列的居中者。

④极限误差：δi绝对值实际不超过的界限。

20世纪60年代以来，误差研究中引入了不确定度概念，指的是测量结果附近包含真值的一个范围，用以评定真值的活动区域。因为实际工作中测量结果是可以得到的,其不确定度的表征值（标准差或其标准差的n倍）可以得出，所以，不确定度是可以掌握的。误差定义中讲的真值常常很难得到，因此误差也很难得到。实际测量结果的误差常常是指测量结果的不确定度。不确定度具有更实际的意义。

参考书目

刘智敏：《误差与数据处理》，原子能出版社，北京， 1981。

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