对称测量法消除误差原理
减小测量误差的方法总结
减小测量误差的方法总结 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020减小测量误差的方法总结摘要：本文通过知识回顾法、查阅资料法、总结法，介绍了测量误差的基本概念和来源，从不同角度归纳出误差的分类，并从如何弥补仪器缺陷、减小系统误差和随机误差方面做详细介绍。
关键词：测量误差误差来源减小误差一、测量误差的概念和来源（一）测量误差的概念在测量时，测量结果与实际值之间的差值叫误差。
真实值是客观存在的，是在一定时间下体现事物的真实数据。
测量值是测量所得的结果。
这两者之间总是或多或少的存在一定的差异，就是测量误差。
（二）测量误差的主要来源1.外界条件外界的温度、湿度、大气折射等对观测结果都会产生影响。
2.仪器条件仪器制造产生的精度缺陷。
3.观测者自身条件每个人都有自己的鉴别能力，一定的分辨率和技术条件，在仪器安置、照准、读数等方面可能会产生误差。
二、测量误差的分类及简单介绍（一）按表示方法1.绝对误差：是示值与被测量真值之间的差值。
设被测量的真值为A0，器具的示值为x，则绝对误差Δx为：Δx=x-A0 （1），在实际应用中，常用精度高一级的标准器具的示由于一般无法求得真值A值A代替之。
X与A之差常称为器具的示值误差。
记为：Δx=x-A （2）通常以此值代表绝对误差。
绝对误差一般适用于标准器具的校准。
2.相对误差：是相对误差Δx与被测量的约定值之比，它较绝对误差更能确切地说明测量精度。
3.容许误差：是根据技术条件的要求，规定某一类器具误差不应超过的最大范围。
（二）按误差出现的规律分类1.系统误差其变化规律服从某种已知函数。
系统误差主要由以下几个方面引起：材料、零部件及工艺缺陷；环境温度、湿度、压力的变化以及其他外界干扰等。
系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。
系统误差越小，测量就越正确。
2.随机误差又称偶然误差，其变化规律未知。
减小和消除系统误差的方法
减小和消除系统误差的方法摘要: 在测量过程中，若发现测量数据中存在系统误差，则需要作进一步地分析比较，找出产生该系统误差的主要原因以及相应减小系统误差的方法。
由于产生系统误差的因素众多，且经常是若干因素共同作用，因而显得更加复杂，难以找到一种普...在测量过程中，若发现测量数据中存在系统误差，则需要作进一步地分析比较，找出产生该系统误差的主要原因以及相应减小系统误差的方法。
由于产生系统误差的因素众多，且经常是若干因素共同作用，因而显得更加复杂，难以找到一种普遍有效的方法来减小和消除系统误差。
下面几种是最常用的减小系统误差方法。
1．针对产生系统误差的主要原因采取相应措施对测量过程中可能产生的系统误差的环节作仔细分析，找出产生系统误差的主要原因，并采取相应措施是减小和消除系统误差最基本和最常用的方法。
例如，如果发现测量数据中存在的系统误差的原因主要是传感器转换过程中存在零位误差或传感器输出信号与被测参量间存在非线性误差，则可采取相应措施调整传感器零位，仔细测量出传感器非线性误差，并据此调整线性化电路或用软件补偿的方法校正和消除此非线性误差。
如果发现测量数据中存在的系统误差主要是因为信号处理时采用近似经验公式（如略去高次项等），则可考虑用改进算法、多保留高次项的措施来减小和消除系统误差。
2．采用修正方法减小恒差系统误差利用修正值来减小和消除系统误差是常用和非常有效的方法之一，在高精度测量、计量与标定时被广泛采用。
通常的做法是在测量前预先通过标准器件法或标准仪器法比对（计算），得到该检测仪器系统误差的修正值，制成系统误差修正表；然后用该检测仪器进行具体测量时可人工或由仪器自动地将测量值与修正值相加，从而大大减小或基本消除该检测仪器原先存在的系统误差。
除通过标准器件法或标准仪器法获取该检测仪器系统误差的修正值外，还可对各种影响因素，如温度、湿度、电源电压等变化引起的系统误差，通过反复实验绘制出相应的修正曲线或制成相应表格，供测量时使用。
系统误差消除与对称测量法
大 学 物 理 实 验 的测 量方 法 较 多 ， 如“ 转 换 测 量法 ” ， “ 对称 测量 法 ” ， “ 放 大测 量 法 ” ， “ 模 拟
两臂 不 相等所 引 入 的系 统 误差 可 以通 过 “ 对 称 测
量法 ” ， 即 左物 右码 和 左 码 右 物 的测 量 值 取 平 均
基本消除某些系统误差因素的影响。
Hale Waihona Puke ２ “ 惠斯通 电桥测量 电阻” 实验
“ 惠斯 通 电桥 测 量 电阻 ” 实 验 的 电 路 原 理 如 图１ 所 示 。惠 斯通 电桥 测 量 电阻 Ｒ ， 从 原 理上
１ “ 天平称衡 ” 实 验
在 天平称 衡 物体 质 量 的实 验过 程 中 ， 假 定 物 理天 平横 梁 的左 右 两臂 略 有 差 异 ， 设 左 侧臂 长 度 为ｆ ， 右 侧壁 长度 为 Ｚ ：。若 将质 量为 Ｉ Ｔ ／ ， 的物体放 到左 盘上 称衡 ， 右 盘 中加 上 砝码 ｍ 时 横梁 水 平 ； 将质 量 为 ｍ 的物 体放 到右 盘 上 称衡 ， 左 盘 中加上 砝码 ｍ： 时横 梁水 平 。则 力矩 方程 分别 为 … ：
Ｒ ＝
／ ｌ ｔ ． ３
｛
（ ４ ）
种负效 应 ： 不 等 位 效 应 引起 的 附 加 电压
，
的符 号与 电 流 ， 有关 ， 而与 磁 场 无 关 。 与霍 尔效 应 同时 出现 的热磁 效应 ， 如 厄廷豪 森效 应 、 里纪 一 勒杜 克效 应 和能 斯 特效 应 ， 这 些 效 应 都 会 在 霍 尔
验 教学具有 一定 的实际参 考意义。 关 键 词： 系统误差 ； 消除 ； 对称测量法
文献标志码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ４ １ ３ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ２ ２ — １ ２ ２ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ０ ６ ． ０ ３ １ 中图分类号 ： ０ ４ － ３ ３
轴类零件中键槽对称度检测方法与误差的分析
文章编号 : 1671 - 5446 ( 2007 ) 04 - 0049 - 033轴类零件中键槽对称度检测方法与误差的分析裴德琦 ,赵向阳 ,谭智健(一拖燃油喷射有限公司 ,河南 洛阳 471004)摘要 :阐述了对称度的概念 , 结合企业的实际现状 ,介绍了柴油机轴类零件键槽检测中的万能检测方法与专用检具检测方法 ,并对测量误差产生的原因进行了分析 ,认为 :根据不同形位误差的形成原理 ,在生产实践中可以利用一些简单的方 法准确 、快速地解决形位误差的测量问题。
关键词 :轴类零件 ; 键槽 ; 检测方法 ;误差 中图分类号 : TK427文献标识码 : B在日常生产中 ,轴类零件键槽的对称度要求主要是对零件外圆 (或锥度 )的轴线提出的 ,关于 检测方法和检测精度的不同判别常常存在一些争议 ,以下重点介绍万能测量和利用专用检夹具测 量两种方法 ,并对产生的误差进行分析。
引 言在柴油机零部件的生产中有许多带键槽的轴 类零件 ,这些零件的键槽相对于轴的对称度公差 要求比较高 ,检测较困难 ,常常因为检测不准确而 产生测量误差 ,并且影响到零件其它技术指标检 测的准确性 ,从而造成生产成本的提高。
本文基 于对对称度公差的理解 ,对一拖燃油喷射有限公 司现有的对称度测量误差进行了分析。
1 对称度的概念图 1 对称度公差带示意图对称度公差的定义为 : 实际要素的对称面(或线 )对理想对称平面的位置允许变动的全量 , 该理想对称平面与基准对称平面 (或线 )共面 ,即 对称度公差带是距离为公差值 t 且相对基准中心 平面 (中心线 、轴线 ) 对称配置的两平行平面 (或 直线 )之间的区域 ,也就是说 ,被测中心平面只能 在基准中心平面的上下各 t /2 的范围内变动 (见 图 1 a ) 。
对称度误差 :包容实际中心平面 (或轴线 )相 对基准平面对称配置 ,且距离为最小的两平行平 面之间的距离 f (见图 1 b ) [ 1 ] 。
对称测量法消除误差的原理
对称测量法消除误差的原理一、引言对称测量法是一种常用的消除误差的方法，通过对称结构和对称操作，使被测物体在测量过程中的误差互相抵消，从而提高测量的精度和准确性。
本文将详细探讨对称测量法的原理和应用。
二、对称测量法的基本原理对称测量法的基本原理是通过建立对称结构和对称操作，使得测量误差在对称结构中互相抵消。
在测量物体中引入对称的构造和测量方式，可以消除外界环境对测量的影响，提高测量的稳定性和准确性。
三、对称结构的应用3.1 对称结构的定义对称结构是指物体的形状、布局或组织方式具有对称性的特点。
在对称结构中，物体的各个部分在某种变换下保持不变，如旋转对称、平移对称、轴对称等。
3.2 对称结构的优点对称结构具有以下优点： - 提高测量的稳定性：对称结构可以减少非对称因素对测量的干扰，使测量结果更加稳定； - 抵消局部误差：由于对称结构中各个部分在某种变换下保持不变，可以使得局部误差在整体测量中得到抵消； - 提高测量的重复性：对称结构可以使得测量结果在多次重复测量中具有更好的一致性和重复性。
3.3 对称结构的例子对称结构在各个领域中都有广泛的应用，以下是一些常见的对称结构例子： 1. 等腰三角形：等腰三角形具有旋转对称性，可以应用于测量角度和距离； 2. 平衡天平：平衡天平具有重物和测物两端对称，可以用于测量质量和重力； 3. 对称电路：对称电路中正负电荷分布均匀，可以提高电流和电压的稳定性。
四、对称操作的应用4.1 对称操作的定义对称操作是指在测量过程中采取的对称方式，如旋转、翻转、镜像等。
通过对称操作，可以使被测物体在测量过程中的误差互相抵消，提高测量的准确性。
4.2 对称操作的优点对称操作具有以下优点： - 减小系统误差：通过对称操作，可以减小系统误差对测量结果的影响； - 提高测量的一致性：对称操作可以使得测量结果在不同测量中具有更好的一致性； - 实现自动测量：对称操作常常可以与自动化设备相结合，实现自动测量和数据处理。
消除系统误差的方法
减少系统误差的方法消除或减少系统误差有两个基本方法。
一是事先研究系统误差的性质和大小，以修正量的方式，从测量结果中予以修正；二是根据系统误差的性质，在测量时选择适当的测量方法，使系统误差相互抵消而不带入测量结果。
1.采用修正值方法对于定值系统误差可以采取修正措施。
一般采用加修正值的方法。
对于间接测量结果的修正，可以在每个直接测量结果上修正后，根据函数关系式计算出测量结果。
修正值可以逐一求出，也可以根据拟合曲线求出。
应该指出的是，修正值本身也有误差。
所以测量结果经修正后并不是真值，只是比未修正的测得值更接近真值。
它仍是被测量的一个估计值，所以仍需对测量结果的不确定度作出估计。
2.从产生根源消除用排除误差源的办法来消除系统误差是比较好的办法。
这就要求测量者对所用标准装置，测量环境条件，测量方法等进行仔细分析、研究，尽可能找出产生系统误差的根源，进而采取措施。
采用专门的方法（1）交换法：在测量中将某些条件，如被测物的位置相互交换，使产生系统误差的原因对测量结果起相反作用，从而达到抵消系统误差的目的。
如用电桥测电阻，电桥平衡时，R X=R0(R1/R2),保持R1、R2不变，把Rx、R0的位置互换，电桥再次平衡时，R0变成R’,此时Rx=R0’(R2/R1)。
于是有Rx=R0`(R2/R1)，由此算出的Rx就可以消除由R1、R2带来的系统误差。
（2）替代法：替代法要求进行两次测量，第一次对被测量进行测量，达到平衡后，在不改变测量条件情况下，立即用一个已知标准值替代被测量，如果测量装置还能达到平衡，则被测量就等于已知标准值。
如果不能达到平衡，修整使之平衡。
替代法是指直截了当地测定物理量的方法。
如:利用精密天平的称重。
设待测重量为x ,当天平达到平衡时所加砝码重量为Q ,天平的两臂长度各为l1 和l2 ,平衡时有x = Q ·l2/ ll 。
再用已知标准砝码P 代替x , 平衡时有P = Q ·l2/ l1 ,得到x = P。
测量误差的分类、消除
都是同时存在的。 系差和随差之间在一定条件下是可以相互转化
2、 测量结果的表征
准确度表示系统误差的大小。系统误差越小，则准 确度越高，即测量值与实际值符合的程度越高。 精密度表示随机误差的影响。精密度越高，表示随 机误差越小。随机因素使测量值呈现分散而不确定， 但总是分布在平均值附近。 精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。 精确度越高，表示正确度和精密度都高，意味着系 统误差和随机误差都小。
3、电流表量程的扩大 一般方法—加粗线径、减少匝数。 多量程—可将两组固定线圈串并联组合。 4、电压表量程的扩大 一般方法—串联附加电阻：与磁电式电压 表类似。 多量程—采用分段式附加电阻的方法。
它分为排斥式、吸引式和排斥－吸引式三种 。
①排斥式。利用载流线圈产生的磁场同时 磁化平行放置的动铁片（固定在转轴上） 和静铁片（固定在支架上），由于两铁片 在同一方向的磁性相同而互相排斥，使动 铁片带动转轴转动，当力距与固定在转轴 上的游丝产生的反力矩相等时，指针固定 的位置即指出待测电参量的数值。结构图 如下
x A0
3.粗大误差 ： 粗大误差是一种显然与实际值不 符的误差。产生粗差的原因有： ①测量操作疏忽和失误 如测错、读错、记错 以及实验条件未达到预定的要求而匆忙实验等。 ②测量方法不当或错误 如用普通万用表电压 档直接测高内阻电源的开路电压 ③测量环境条件的突然变化 如电源电压突然 增高或降低，雷电干扰、机械冲击等引起测量 仪器示值的剧烈变化等。
随机误差定义：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限 多次测量所得结果的平均值之差
i xi x
( n )
2.系统误差 定义：在同一测量条件下，多次测量重复同一 量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变， 或在测量条件改变时按一定规律变化的误差， 称为系统误差。例如仪器的刻度误差和零位误 差，或值随温度变化的误差。 产生的主要原因是仪器的制造、安装或使用方 法不正确，环境因素（温度、湿度、电源等） 影响，测量原理中使用近似计算公式，测量人 员不良的读数习惯等。 系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际 值的程度。系差越小，测量就越准确。 系统误差的定量定义是：在重复性条件下，对 同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均 值与被测量的真值之差。即
系统误差消除与对称测量法
系统误差消除与对称测量法倪燕茹【摘要】"Symmetry measurement" is commonly used in physics experiment method to eliminate systematic errors. For this purpose,the paper discusses how to eliminate the influence of some systematic errors in the ex-periment by using "symmetry measurement",so as to improve the accuracy of the experiment. This has some practical reference value for the experimental teaching.%“对称测量法”是物理实验中常用的消除系统误差的方法。
为此，文中通过几个实例具体探讨了如何利用“对称测量法”消除实验中的一些系统误差的影响，以提高实验的测量准确度。
这对实验教学具有一定的实际参考意义。
【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P106-108,120)【关键词】系统误差;消除;对称测量法【作者】倪燕茹【作者单位】泉州师范学院，福建泉州 362000【正文语种】中文【中图分类】O4-33大学物理实验的测量方法较多,如“转换测量法”,“对称测量法”,“放大测量法”,“模拟法”,“干涉法”等等。
而“对称测量法”是在物理实验经常采用的消除实验中某些系统误差影响的方法。
通过实例来探讨如何运用“对称测量法”基本消除某些系统误差因素的影响。
在天平称衡物体质量的实验过程中,假定物理天平横梁的左右两臂略有差异,设左侧臂长度为l1,右侧壁长度为l2。
若将质量为m的物体放到左盘上称衡,右盘中加上砝码m1时横梁水平;将质量为m的物体放到右盘上称衡,左盘中加上砝码m2时横梁水平。
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对称测量法消除误差原理
对称测量法消除误差原理
引言：
对称测量法是一种常用的测量方法，具有消除误差的独特效果。
它通过将测量对象同时作用于两个相对称的测量系统中，来减少测量误差的影响。
本文将深入探讨对称测量法的原理和应用，以帮助读者更全面和深入地理解这一测量技术。
第一部分：对称测量法的基本原理
1.1 测量误差的来源
在测量过程中，由于环境、仪器、操作等因素的影响，测量结果往往存在一定的误差。
这些误差主要包括系统误差和随机误差，而对称测量法主要针对系统误差进行校正。
1.2 对称测量法的工作原理
对称测量法通过构建两个相对称的测量系统，在同一时间内同时对测量对象进行测量。
当测量对象具有对称性时，两个测量系统对测量结果的影响是相同的，从而可以相互抵消，达到减小误差的目的。
1.3 对称测量法的关键技术
对称测量法的实施需要满足几个关键技术要求，包括对称装夹、对称测量、对称配置等。
这些技术保证了两个测量系统在相对称的状态下进行测量，并最大程度地消除误差的影响。
第二部分：对称测量法的应用案例
2.1 对称测量法在长度测量中的应用
对称测量法在长度测量中应用广泛。
通过在两个测量系统中采用相对称的测量方式，对被测长度进行同时测量，可以减小环境温度、机械振动等因素对测量结果的影响，提高测量精度。
2.2 对称测量法在电阻测量中的应用
对称测量法在电阻测量中也有重要应用。
通过在两个电阻测量电路中采用相对称的电路结构和测量方法，可以减小电阻温度系数对测量结果的影响，提高测量的准确性和稳定性。
第三部分：总结和回顾
3.1 对称测量法的优点
对称测量法具有减小系统误差的显著优势。
通过构建相对称的测量系统，可以消除环境因素和操作误差对测量结果的影响，提高测量的精确度和可靠性。
3.2 对称测量法的局限性
对称测量法要求测量对象具有一定的对称性，否则无法实施该测量方
法。
对于非对称的测量对象，可能需要采取其他校正措施来减小误差。
3.3 对称测量法的发展前景
随着测量技术的不断发展和进步，对称测量法在各个领域的应用也将
不断拓展。
未来，对称测量法有望在高精度测量和微纳米级测量等领
域发挥更重要的作用。
结论：
对称测量法是一种消除误差的有效方法，通过构建两个相对称的测量
系统，可以减小系统误差的影响，提高测量结果的准确性。
该方法在
长度测量、电阻测量等领域有广泛的应用，并拥有较好的发展前景。
对称测量法不仅提供了消除误差的实践方案，还为我们在测量领域的
深入研究提供了启示。
通过进一步的研究和应用，我们可以更好地利
用对称测量法来提高测量的精确性和可靠性。
对称测量法作为一种有
效的误差消除方法，具有广泛的应用前景。
随着测量技术的不断发展
和进步，对称测量法将在各个领域中发挥更加重要的作用。
对称测量法在高精度测量领域有着广泛的应用前景。
高精度测量要求
测量结果的准确性和稳定性较高，对称测量法通过构建相对称的测量
系统，可以减小系统误差对测量结果的影响，从而提高测量的精确性。
尤其在微米级和纳米级测量中，对称测量法将成为一种重要的手段，
帮助人们实现更加准确的测量。
在微电子器件制造过程中，对称测量
法可以用于测量芯片的尺寸和几何形状，确保产品能够符合设计要求。
对称测量法在微纳米制造领域的应用前景也很广阔。
微纳米制造是现
代科学技术的前沿领域，对称测量法在微纳米级的测量中具有独特的
优势。
由于微纳米级尺寸的特殊性，传统测量方法往往难以满足要求，而对称测量法可以在一定程度上解决这个问题。
通过构建对称的测量
系统，对称测量法可以减小测量中的系统误差，并提高测量结果的可
信度。
在微纳米制造中，对称测量法可以应用于表面平整度的测量、
微结构形貌的测量、材料力学性能的测量等，为微纳米制造过程的优
化和控制提供重要的技术支持。
对称测量法的发展还为测量领域的深入研究提供了启示。
通过对称测
量法的研究，可以深入探究测量误差的来源和机理，为误差的校正提
供新的思路和方法。
对称测量法也为新型测量方法的发展提供了参考。
通过将对称测量法与其他技术手段相结合，可以进一步提高测量的精
确度和可靠性。
可以将对称测量法与光学测量方法相融合，实现非接
触式的高精度测量。
可以说对称测量法在未来的发展中具有广阔的应用前景。
通过进一步
的研究和应用，我们可以更好地利用对称测量法来提高测量的精确性
和可靠性，推动测量技术的发展进步。
对称测量法的发展也会对其他
科学领域产生积极影响，促进科学研究的深入发展。