傳感器測試誤差的術語分析：度、精密度、準確度

　　【儀表網 儀表科普】在傳感器的測試過程中，無論采用多么完善的測試方法和多么的測試裝置，都不可避免地會產生誤差，測試結果也就不可能準確。因此，為了衡量傳感器質量指標的高低，就必須對測量結果進行數據處理與誤差估算，來反映出它與真值之間的一致程度，即度。但是，傳感器制造廠家并不直接給出度等級這樣一個具有綜合誤差概念的工作性能指標，而是采用分項指標表示。例如，對于作為靜態測量使用的測力傳感器，其工作性能指標通常用線性度、滯后、不重復性、蠕變(時間穩定性)、溫度影響等指標分項給出。使用者需要根據測量要求和各項指標誤差的呈現特性，研究分項誤差合成的規律，自行進行度綜合，然后對傳感器作度的評定。本篇所介紹的測試誤差及數據處理理論，是對傳感器度評定的基礎。
 

　　誤差的定義及其相關術語
 

　　1.真值
 

　　所謂真值，是指表征在研究某量時所處的條件下完善地確定的量值。量值是指用數和適 當的單位表示的值，如115 cm、2. 5 kg、16. 4℃等。
 

　　定義中強調了兩點：一是“在研究某量所處的條件下”；二是“完善地確定的量值”。這既體現了真值客觀實在，又排除了真值宏觀取值的不確定性。因此，量的真值是理想的概念，一般是不可能準確知道的。
 

　　2.約定真值
 

　　是指為了給定的目的，可以替代真值的量值。一般說來，約定真值被認為是非常接近真值的。就給定的目的而言，其差值可以略去不計。
 

　　3.精度（或度）
 

　　表示測量結果與被測的“真值”的靠近程度。精度一般是在校驗或標定的過程中來確定 的，此時“真值”則靠其他更的儀器或工作基準來給出。這些作為標準或基準的儀器則必須能定期直接或間接地與國家(或)的基準量(如長度、質量、時間等)進行對比。精度一般用“極限誤差”來表示，或者用極限誤差與滿量值之比按百分數給出。
 

　　4.精密度
 

　　這是精度的一個組成部分，反映測量的隨機誤差大小。一般用標準偏差σ或者用或然誤差(0. 674 5σ)來表示。
 

 

　　準確度反映系統誤差的大小。一般給出其修正公式而不作為性能指標。
 

　　6.變差
 

　　也稱回差，是指在正反方向做全范圍性能測試時所得到的輸人/輸出特性曲線上，對同一個輸人值，上行程和下行程輸出值之間的大差值。如圖4-1所示，用滿量程的百分數，變差可表示為
 

式中，A——對應100%輸入時的理想輸出值。
 

　　變差包括遲滯誤差和不靈敏區。遲滯誤差是變差的一部分，它是由于測量儀表的某些元件吸收、消耗能量而產生的。
 

　　7.重復性
 

　　重復性是指在同一個工作條件下，輸入按同一方向作全量程(0?100%)變化多次(一般要求3次以上)時，輸入/輸出特性曲線的一致性。一般重復性用輸人/輸出特性曲線間大的不 一致程度 對滿量程的百分數表示，它不包含變差，也沒有正負號。如圖4-2所示，重復性可
 

　　表示為
 

式中，A——與100%輸人對應的理想輸出值。
 

　　8.再現性
 

　　再現性是指經過一段時間以后，在同一工作條件下，輸人/輸出特性曲線間的一致程度。 在規定時間內的大非再現性是用輸人/輸出曲線間大不一致度△對滿程量的百分數表示。如圖4-3所示，再現性可表示為
 

式中，A——與100%輸人對應的理想輸出值。
 

再現性包含零點誤差、量程誤差、變差、不靈敏區、重復性和漂移。
 

　　9.漂移
 

　　漂移是指在一定的輸人、環境和工作條件下，經過一定時間后輸出的變化量。漂移一般用輸出變化量對量程的百分數表示。
 

　　10.線性度
 

　　線性度是指儀表的實測輸入輸出特性曲線對理想直線性輸人/輸出特性曲線的近似程度。儀表的非線性度用實測輸人/輸出特性曲線與理想直線輸人/ 輸出特性曲線的大偏差△對滿量程的百分比表示。 如圖4-4所示，非線性度可表示為
 

式中，A——對應于100%輸人時的理想輸出。
 

   （原文標題：傳感器測試誤差的相關術語分析：度、精密度、準確度等）