示值誤差與滿度誤差的關(guān)系
示值誤差和滿度誤差(又稱引用誤差)都是衡量測(cè)量?jī)x器精度的指標(biāo),但它們的計(jì)算方式和應(yīng)用場(chǎng)景不同。兩者的關(guān)系可以從以下幾個(gè)方面理解:
1. 定義與計(jì)算公式
(1) 示值誤差(Absolute Error)
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定義:儀器顯示值(示值)與真值之間的**差值。
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公式:
Δ=X?X0-
Δ:示值誤差
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X:儀器顯示值
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X0:真值(或更高精度的標(biāo)準(zhǔn)值)
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(2) 滿度誤差(Full Scale Error, 引用誤差)
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定義:示值誤差與儀器量程(滿量程值)的比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示。
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公式:
滿度誤差=(ΔX/FS)×100%-
XFS:儀器的滿量程(Full Scale)
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Δ:示值誤差
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2. 兩者的關(guān)系
(1) 滿度誤差是示值誤差的“標(biāo)準(zhǔn)化”表示
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示值誤差是**誤差,其大小取決于測(cè)量值本身。
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滿度誤差是相對(duì)誤差,但分母是儀器的*大量程,而非真值,因此它表示的是誤差占整個(gè)測(cè)量范圍的百分比。
(2) 應(yīng)用場(chǎng)景不同
指標(biāo) | 適用場(chǎng)景 |
---|---|
示值誤差 | 用于校準(zhǔn)具體測(cè)量點(diǎn)的誤差(如:在100℃時(shí),溫度計(jì)的誤差是±1℃)。 |
滿度誤差 | 用于表示儀器的整體精度等級(jí)(如:壓力表精度0.5級(jí),表示誤差≤滿量程的0.5%)。 |
(3) 儀器精度等級(jí)的依據(jù)
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許多儀表的精度等級(jí)(如0.1級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí))是基于滿度誤差定義的。
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例如:
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一個(gè)量程為100V、精度0.5級(jí)的電壓表,其*大允許誤差為:
Δmax=0.5%×100V=±0.5V -
無(wú)論測(cè)量10V還是90V,其**誤差都可能達(dá)到±0.5V,但相對(duì)誤差(相對(duì)于測(cè)量值)會(huì)變化。
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3. 示例對(duì)比
案例:電壓表測(cè)量
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儀器參數(shù):
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量程 XFS=100V
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精度等級(jí):1.0級(jí)(滿度誤差 ≤1%)
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測(cè)量情況:
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真值 X0=50V
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示值 X=49V
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(1) 計(jì)算示值誤差
Δ=X?X0=49V?50V=?1V(2) 計(jì)算示值誤差百分比(相對(duì)誤差)
相對(duì)誤差=(Δ/X0)×100%=(?1V/50V)×100%=?2%(3) 計(jì)算滿度誤差
滿度誤差=(ΔX/FS)×100%=(?1V/100V)×100%=?1%(4) 結(jié)論
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該電壓表的滿度誤差為1%,符合1.0級(jí)精度要求。
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但示值誤差百分比為-2%,說(shuō)明在50V測(cè)量點(diǎn)時(shí),誤差較大(2%)。
4. 關(guān)鍵區(qū)別總結(jié)
對(duì)比項(xiàng) | 示值誤差 | 滿度誤差(引用誤差) |
---|---|---|
計(jì)算方式 | Δ=X?X0 | ΔX/FS×100% |
分母 | 真值 X0 | 滿量程 XFS |
表示形式 | **誤差(單位與測(cè)量值相同) | 百分比(無(wú)量綱) |
應(yīng)用 | 校準(zhǔn)具體測(cè)量點(diǎn) | 評(píng)估儀器整體精度等級(jí) |
誤差分布 | 不同測(cè)量點(diǎn)誤差可能不同 | 全量程統(tǒng)一誤差限 |
5. 實(shí)際應(yīng)用中的選擇
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如果關(guān)注某一點(diǎn)的準(zhǔn)確性(如實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)),使用示值誤差或示值誤差百分比。
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如果評(píng)估儀器的整體性能(如工業(yè)儀表選型),使用滿度誤差(精度等級(jí))。
例如:
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萬(wàn)用表在低量程時(shí),示值誤差可能更明顯,但滿度誤差仍符合規(guī)格。
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壓力表在接近滿量程時(shí),**誤差可能較大,但滿度誤差保持不變。