用一只0.5级100V和一只1.5级15V的电压表,分别测量10V电压时,哪只仪表的测量误差小?
测量仪表的准确度等级是指仪表的最大绝对误差占满刻度的百分数而说的。用0.5级100V电压表测量10V电压显然绝对误差较大。因为0.5级100V的电压表,其每一刻度线的误差均允许在0.5V以内,当被测电压为10V时,最大误差可达0.5V。假如用1.5级15V的电压表去测量10V电压,虽然准确度低,但是该表每一刻度线的误差只允许在:
10V×1.5%=0.225V
以内,在测量10V电压时,最大误差也只有0.225V。所以用第二只电压表测量比较合适。因此,在选用仪表时,除应注意其准确度等级外,还应按被测量的大小选择量程合适的仪表。单独强调仪表的准确度等级,而不考虑被测量的大小,测量结果不一定可靠。
1. “15VDC是如何知道是15VDC而不是多一點如15.012VDC或少一點如14.975VDC”,其实在实测时,调节装置电压15V,万用表有时不可能就正好显示15V,或许显示小数点后少一位数或多一位数。如万用表显示14.99V,标准表显示74.8格(30V/150格)即14.96V,绝对值为14.99-14.96=0.03V,为了更直观,在表格中我将数据作了调整,万用表作为显示15V,则标准表示值变为14.97V,其绝对值不变,仍为50-14.97=0.03V。
對於你的這個作法是不對的。在前面我已經假設你測定的電壓是一個穩定電壓:用不同表在不同時間測量,這個電壓本身是不變的。這個值假設為a。你講你有穩定的15VDC直流信號源。你同時還應該有高精度的指示儀表。但是你的所謂高精度指示儀表(標準表)實際數值是74.8格,0.8格是你的讀數,不是我的,不同的人會作不同的記錄。即使你的讀書是準確的,對於30V150格刻度的模擬表不確定的讀書為30/300=0.1V,即最小刻度的一半。這樣雖然你聲稱是標準表,實際精度對於滿量程隻有0.1/30*100%=0.33%,甚至比你用來比較的萬用表精度還低。這個數值也就不能作為標準源的讀數!你的標準表的讀數本身精度不夠,能不能用萬用表的讀數來代替呢?這就更錯!因為兩個讀數的不確定范圍不同,有效數字的位數也不同。對於要求30V量程標準表為0.05級那麼要能讀出0.015V的電壓。比你用的標準表要高差不多一個數量級!
另外對於嚴格的測量,決不容許向你那樣調整數值。
對於我來說你的數值太好了,以至不能相信!
2.“假設我們先用0.5級30V量程的FLUKE萬用表(模擬表?數字表?我有點孤陋寡聞。如果是模擬表,竟然沒有讀數誤差,均方差為0?如果是數字表似乎不應該如此標精度!)假設按樓主標明的表來測量。樓主應該採用奇次測量5、7、9來測量不應該採用10次測量”,楼主所说的没有读数误差具体是指什么意思?用每一块表测每一个电压量,标准表都显示不同示值。如万用表显示15V,标准表指示14.97V,不是有误差了吗?“應該採用奇次測量5、7、9來測量不應該採用10次測量”,有依据吗?我选10次测,不是随意的,是根据电测计量规范要求而定的,测量表计重复性试验最少要测量10次。
(1)嚴格的實驗測試數據的紀錄是按統計學原理的。比如你讀出的數值是15.000V一般最後一位是估計值。如果是模擬表你必須在直接讀數上加就位估計值,這個值每次很難一樣。有時會給大一些,有時會小一些。但是你的各次測量都一樣。隻能假設你的是直接讀數。那麼你就應該使用的是數字表。數字表是不是就一定是你讀的數?你必須顯示多少就寫多少?但是你必須表明不確定的范圍。假如最後一位採取四舍五入。取樣和處理的精度高於顯示精度。14.97V的數值實際是14.9650-14.7499...之間。所以數字表有些會直接標出有效數值偏差大小。而不是隻標一個%。14.97V的標準差假如是0.005V,那麼統計學上認為這個值在14.965--14.975之間的概率為63.21%。讀數誤差是每次讀數的差異。你的不同表讀出的不同數值不是讀數誤差。前面我已經分析了你兩個表測量同一物理量的意義。和你的看法不同!
(2)因為一般物理參數的測量值是以統計平均值來代替真值。每次測量結果減去平均值再平方,將各次測量的這個平方值相加,除以測量次數,結果再開方。這個稱為標準差或均方差。按照你的表格標準差永遠是零。就是說你的數值是100%準確。這在實際測量上是荒唐的。基於這一點,你的測量數據是無效的。
(3)因為偏差曲線一般是對稱的,測量次數一般選擇奇次,是為了使中心位兩邊的測量次數一樣,這是一般的習慣。當然你說一定要偶次測量,結果差異不了多大,但是還是覺得有點奇怪!我本人不作計量校正,我不知你的標準的根據。但是怪話二王應該比較有經驗,它的帖子也是列的奇次測量。估計我的看法應該不會錯!
3.“如果是模擬表,我們一般是不會得到樓主那麼一致的數據”,楼主测过模拟表吗?一块模拟表如果表本身性能较好,当被试表显示一个值时,它相应指示一个值,即便测试多次,其指针都是指在同一位置不变,不会摆动,不像数表由于有四位半、五位半、六位半不同级别,分表率较高,小数点后数字往往跳动较大,故每次测量的数据就会有所不同。没测过模拟表,或许没有感性认识;测过的话,就应该知道有时得到几乎一致的数据是很正常的现象。现在使用的大多数是数表,模拟表几乎被人淡忘,人们往往用数表的显示规律来衡量模拟表,这是不科学的!!
對於模擬表,你所謂同一位置如何確定?一個刻度線有一個寬度,視線偏一點有人認為靠左一點,有人認為靠右一點。一個人不可能頭、手、表的位置在十次測量一點不變。系統沒有任何擾動,表針也必須不能太靈活!如果指針落在兩個刻度線之間,你是讀0.4、0.5、0.6哪個值。你如果每次都讀同一個數字才奇怪!並且精度較高的模擬表,表盤裝有反光鏡,指針和鏡面有間隙,你的兩點一線掌握的那麼好,每一次都能達到同樣的標準!能夠測量到你那樣的數據要麼你測量粗糙,要麼你的萬用表本身有問題!
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对:煙雨朦朦关于1. “15VDC是如何知道是15VDC而不是多一點如15.012VDC或少一點如14.975VDC”,其实在实测时,调节装置电压15V,万用表有时不可能就正好显示15V,或许显示小数点后少一位数或多一位数。如万用表显示14.99V,标准表显示74.8格(30V/150格)即14.96V,绝对值为14.99-14.96=0.03V,为了更直观,在表格中我将数据作了调整,万用表作为显示15V,则标准表示值变为14.97V,其绝对值不变,仍为50-14.97=0.03V。對於你的這個作法是不對的。在前面我已經假設你測定的電壓是一個穩定電壓:用不同表在不同時間測量,這個電壓本身是不變的。這個值假設為a。你講你有穩定的15VDC直流信號源。你同時還應該有高精度的指示儀表。但是你的所謂高精度指示儀表(標準表)實際數值是74.8格,0.8格是你的讀數,不是我的,不同的人會作不同的記錄。即使你的讀書是準確的,對於30V150格刻度的模擬表不確定的讀書為30/300=0.1V,即最小刻度的一半。這樣雖然你聲稱是標準表,實際精度對於滿量程隻有0.1/30*100%=0.33%,甚至比你用來比較的萬用表精度還低。這個數值也就不能作為標準源的讀數!你的標準表的讀數本身精度不夠,能不能用萬用表的讀數來代替呢?這就更錯!因為兩個讀數的不確定范圍不同,有效數字的位數也不同。對於要求30V量程標準表為0.05級那麼要能讀出0.015V的電壓。比你用的標準表要高差不多一個數量級!另外對於嚴格的測量,決不容許向你那樣調整數值。對於我來說你的數值太好了,以至不能相信!内容的回复:
1."但是你的所謂高精度指示儀表(標準表)實際數值是74.8格,0.8格是你的讀數,不是我的,不同的人會作不同的記錄",表明你承认读数有人为误差。我校的是74.8格,也许张三比我校的更准,李四比我校的偏差更大。不管怎样,用一块0.5级30V表与另一块0.2级150V表同时测一个电压量,均是由我一人完成,对每块表来说,其人为误差的概率是均等的,它不影响对结论的判定。
2.“對於30V150格刻度的模擬表不確定的讀書為30/300=0.1V,即最小刻度的一半。這樣雖然你聲稱是標準表,實際精度對於滿量程隻有0.1/30*100%=0.33%,甚至比你用來比較的萬用表精度還低”,你的这段话真不明白,是哪本书上的算法?明明是0.2级表,怎会只有0.33%精度?0.2级表竟然比电压精度只有1.5级的万用表还低,你这人.。。。。
3.“你的標準表的讀數本身精度不夠,能不能用萬用表的讀數來代替呢?這就更錯!因為兩個讀數的不確定范圍不同,有效數字的位數也不同。對於要求30V量程標準表為0.05級那麼要能讀出0.015V的電壓。比你用的標準表要高差不多一個數量級”,还是那句话,要看测量表与被试表的等级关系是否符合量传,不要因为有了0.05级标准源,就说所选用的标准表精度不够。如果0.2级表带源,完全可不用0.05级标准源!
3.“另外對於嚴格的測量,決不容許向你那樣調整數值。對於我來說你的數值太好了,以至不能相信”,仅仅是为了直观起见调整数据,而不是更改数据,这是两个不同的概念!因为数值太好,就不相信,试问如果我的表有几块变差大,每次读数都不一样,大多数表性能较好,你说我是要选变差大的表验证吗?仅仅是因为每次读数不同,好让人家相信,就拿不合格表糊弄,那岂不使失去了工作的严谨性?
世貓兄:可能是我的表達的方式的問題。但是你仔細看一下我的論點你就會發現。我不是依據標準或什麼規范來談你提出的問題。我完全依靠你提供的數據分析。既然是30V量程的模擬表,隻有150個刻度,緊鄰的兩條小刻度線的差值為0.2V,你就不能直接讀出比0.2V更小的電壓值!但可以估計到更接近哪一個刻度線。當然不同人可能不同。但是刻度的中點是最容易識別的。因而估計值的最大誤差是0.2/2=0.1V。所以你隻能得到0.1/30*100%=0.33%的精度而達不到0.2級精度!因為你講這個是你的標準表,但是你又用0.2級萬用表來讀數。這個表你沒有參數說明,我承認。那麼0.33%是不是比0.2級還低?
明明是0.2级表,怎会只有0.33%精度?這正是我的疑問:這個表符合標定要求嗎?
还是那句话,要看测量表与被试表的等级关系是否符合量传,不要因为有了0.05级标准源,就说所选用的标准表精度不够。如果0.2级表带源,完全可不用0.05级标准源!因為我們要比較的是1.5級和0.2級的表在讀一個15V左右的電壓哪個更準確。怎麼能夠用0.2級表記錄0.05級的穩定電壓的電壓值。你必須用精度更高的表來給出這個值!
1.“但是刻度的中點是最容易識別的。因而估計值的最大誤差是0.2/2=0.1V。所以你隻能得到0.1/30*100%=0.33%的精度而達不到0.2級精度!”,不认同你的这种估算(你也承认是估计值)。既然緊鄰的兩條小刻度線出厂没画刻度,那么两线区间的任何值都只能估算。你说刻度的中點是最容易識別,那是你的认为!我也可以说一小格的1/4也容易识别,我可以分辨的出。这里就牵涉到一个视觉误差问题,因人而异,不可能有衡定的标准!因而你说表隻能得到0.1/30*100%=0.33%的精度,那也是你的视觉造成的,不能把它当成共性!
1. “必須顯示多少就寫多少?但是你必須表明不確定的范圍。假如最後一位採取四舍五入。取樣和處理的精度高於顯示精度。14.97V的數值實際是14.9650-14.7499...之間”。有效位数 的确定是要与表计相应精度对应的。0.2级表实际值修约也仅仅保持到小数点后面二位数,原始数据可取小数点后面三位数及以上; 0.5级表实际值修约应保持到小数点后面一位数,原始数据可取小数点后面二位数及以上;0.5级以下表没有要求修约位数。我的表格就相当于一份检验报告(完成了数据处理),不是原始数据!14.97V是被检表1.5级表的实际值(即标准表读数),小数点后保留两位数足够,你弄出小数点后四位数,完全没有这个必要!
2.“因為一般物理參數的測量值是以統計平均值來代替真值。每次測量結果減去平均值再平方,將各次測!量的這個平方值相加,除以測量次數,結果再開方。這個稱為標準差或均方差。按照你的表格標準差永遠是零。就是說你的數值是100%準確。這在實際測量上是荒唐的。基於這一點,你的測量數據是無效的”。不得不佩服你理论上一套一套的。但这是计量学,不是统计学,两者间有相通处,也有很大不同。因表的性能好,不要说模拟表,就是读数的小数点后最右边数字时常有变化的数字表,其标准偏差几乎为零的现象也大有存在,不相信不等于没有事实!只能说明你见识不多,你某样精通不可能其他精通。仅仅因为是零,就说测量荒唐、无效,未免太主观了!!
3.“因為偏差曲線一般是對稱的,測量次數一般選擇奇次,是為了使中心位兩邊的測量次數一樣,這是一般的習慣。當然你說一定要偶次測量,結果差異不了多大,但是還是覺得有點奇怪!我本人不作計量校正,我不知你的標準的根據。但是怪話二王應該比較有經驗,它的帖子也是列的奇次測量。估計我的看法應該不會錯”,这段话又一次证明了你的主管臆想!!《JJG1033-2008计量标准考核规范》明文规定,重复性试验次数n不少于10次,这不是你我说了算,也不是一些你认为有经验的人怎么说就怎么是。请不要有盲目崇拜心理,那样会误导了自己!
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对:怪话二王关于 1、对于一台0.5级100V电压表,尽管其最大允许误差,为±0.500V, 即全量程范围内,任一点的误差,都不会超过±0.500V 但全量程范围内,测器在各个物理点的测值误差,是不一样的,侧值的最大误差点,不一定就落在0~15V范围内! 也许最大误差点,是在90V呢 也许在0~15V范围,测值误差非常小,小于0.1V呢、小于0.05V呢,小于0.001V呢2、、对于一台1.5级15V电压表,其最大允许误差,为±0.225V, 但是,也许在0~15V范围,各个物理点的测值误差,都比较接近±0.225V鸟?3、呵呵 所以呀, 测量10V, 究竟是0.5级100V电压表测量误差大,还是1.5级15V电压表测量误差大,,, 除非是您,手里有两块表的输入输出曲线或者误差数据表格 否则鬼知道那块表的测值更准!4、讲误差呢,要有误差分布、误差曲线的概念,想当然不好 。。。 俺做点科普 内容的回复:
同意,但兄弟這個科普做的似乎不成功!