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被測(cè)量的真值是指在一定時(shí)間,一定狀態(tài)下,被測(cè)量客觀存在的真實(shí)大小。有些情況下真值的大小是可知的。例如,在平面三角幾何中,三角形三個(gè)內(nèi)角之和恒為180?。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局規(guī)定的計(jì)量學(xué)中的基本量的標(biāo)準(zhǔn):米是光在真空中在1/299792458秒時(shí)間內(nèi)所傳播的路程長(zhǎng)度;秒是銫133原子基態(tài)的二個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷的輻射周期的9192631770倍的持續(xù)時(shí)間。在一些試驗(yàn)室常常給出所謂“相對(duì)真值",它是指用精度高的儀器所沒(méi)得的值,相對(duì)于用精度低的儀器所測(cè)得值而言,也可以作為被測(cè)量的真值看待。
試驗(yàn)條件造成測(cè)量結(jié)果的分散性。例如熱老化試驗(yàn),常由于老化恒溫箱的溫度不均勻,造成試樣的熱老化壽命有較大的分散性。
由于試驗(yàn)結(jié)果的分散性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)常應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法。
試驗(yàn)誤差:試驗(yàn)誤差主要來(lái)自三方面:測(cè)量方法、測(cè)量?jī)x器和測(cè)量者的測(cè)試技術(shù)。按其性質(zhì)可分為系統(tǒng)性誤差和偶然性誤差。系統(tǒng)性誤差通常由于某種原因產(chǎn)生,例如儀器不準(zhǔn)確,測(cè)量方法有錯(cuò)誤等,其特點(diǎn)是誤差的大小和正負(fù)不變,或以一定規(guī)律變化。產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差的原因一般可以尋找,可以予以消除或校正。偶然性誤差是一種偶然無(wú)意中引入的誤差,其中大小與正負(fù)不定,雖然值不大但無(wú)法消除。測(cè)量中總是存在偶然性誤差,測(cè)量數(shù)據(jù)總有一定的分散性。例如我們用同一臺(tái)西林電橋測(cè)量同一塊試樣的介質(zhì)損耗角正切,每次得到的數(shù)據(jù)都不相同。在測(cè)試中,系統(tǒng)性誤差是不允許的,偶然性誤差卻不可避免,雖不能消除,但它服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,可以用統(tǒng)計(jì)法處理數(shù)據(jù),以求得最佳的試驗(yàn)結(jié)果。
在真值未知的情況下,研究誤差具有更實(shí)際的意義。首先是給出從測(cè)量值得到真值近似值的計(jì)算方法和它的誤差的估算方法。其次是根據(jù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的誤差要求,怎樣確定合理的試驗(yàn)方法,配置恰當(dāng)?shù)膬x器,以便使測(cè)量結(jié)果達(dá)到誤差的要求。
絕緣材料性能的分散性:由于工程絕緣材料在制造過(guò)程中?;爝M(jìn)種類(lèi)雜質(zhì),所以是不均勻介質(zhì),而材料的性質(zhì)決定于其組成,因此性能往往隨取樣不同而改變。尤其擊穿強(qiáng)度,因它屬于材料的局部性能,其分散性更為明顯。
在科學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量中,例如測(cè)量電線的絕緣電阻,測(cè)量高聚物材料的介電強(qiáng)度等,經(jīng)常遇到測(cè)量結(jié)果有較大的分散性。造成分散性的主要原因有:
在多數(shù)情況下,特別在研究性的試驗(yàn)中,被測(cè)量的真值都是未知的。試驗(yàn)的目的就是采用科學(xué)的方法,設(shè)法測(cè)得其“真值"。由于誤差總是存在,因而只能測(cè)得“真值"的某種程度的近似值。
在真值未知的情況下,誤差是一個(gè)意義明確的概念。由定義式:△N=N-N0可知,△N是一個(gè)代數(shù)量,△N為正時(shí),表明測(cè)量值大于真值;為負(fù)時(shí),表明測(cè)量值小于真值?!鱊和被測(cè)量是量綱相同的物理量。