示值誤差與滿度誤差的關系
示值誤差和滿度誤差(又稱引用誤差)都是衡量測量儀器精度的指標,但它們的計算方式和應用場景不同。兩者的關系可以從以下幾個方面理解:
1. 定義與計算公式
(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(或更高精度的標準值)
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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,通常用百分數表示。
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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. 兩者的關系
(1) 滿度誤差是示值誤差的“標準化”表示
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示值誤差是**誤差,其大小取決于測量值本身。
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滿度誤差是相對誤差,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測量范圍的百分比。
(2) 應用場景不同
指標 | 適用場景 |
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示值誤差 | 用于校準具體測量點的誤差(如:在100℃時,溫度計的誤差是±1℃)。 |
滿度誤差 | 用于表示儀器的整體精度等級(如:壓力表精度0.5級,表示誤差≤滿量程的0.5%)。 |
(3) 儀器精度等級的依據
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許多儀表的精度等級(如0.1級、0.5級、1.0級)是基于滿度誤差定義的。
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例如:
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一個量程為100V、精度0.5級的電壓表,其*大允許誤差為:
Δmax=0.5%×100V=±0.5V -
無論測量10V還是90V,其**誤差都可能達到±0.5V,但相對誤差(相對于測量值)會變化。
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3. 示例對比
案例:電壓表測量
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儀器參數:
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量程 XFS=100V
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精度等級:1.0級(滿度誤差 ≤1%)
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測量情況:
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真值 X0=50V
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示值 X=49V
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(1) 計算示值誤差
Δ=X?X0=49V?50V=?1V(2) 計算示值誤差百分比(相對誤差)
相對誤差=(Δ/X0)×100%=(?1V/50V)×100%=?2%(3) 計算滿度誤差
滿度誤差=(ΔX/FS)×100%=(?1V/100V)×100%=?1%(4) 結論
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該電壓表的滿度誤差為1%,符合1.0級精度要求。
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但示值誤差百分比為-2%,說明在50V測量點時,誤差較大(2%)。
4. 關鍵區別總結
對比項 | 示值誤差 | 滿度誤差(引用誤差) |
---|---|---|
計算方式 | Δ=X?X0 | ΔX/FS×100% |
分母 | 真值 X0 | 滿量程 XFS |
表示形式 | **誤差(單位與測量值相同) | 百分比(無量綱) |
應用 | 校準具體測量點 | 評估儀器整體精度等級 |
誤差分布 | 不同測量點誤差可能不同 | 全量程統一誤差限 |
5. 實際應用中的選擇
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如果關注某一點的準確性(如實驗室校準),使用示值誤差或示值誤差百分比。
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如果評估儀器的整體性能(如工業儀表選型),使用滿度誤差(精度等級)。
例如:
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萬用表在低量程時,示值誤差可能更明顯,但滿度誤差仍符合規格。
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壓力表在接近滿量程時,**誤差可能較大,但滿度誤差保持不變。