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[摘 要] 介绍了测量和测量误差、仪表准确度的概念，从测量装置、测量环境、测量方法或测量所依据的理论、测量人员、被测量的不稳定性以及测量数据的处理等几个方面，简要分析了电气测量中产生误差的主客观原因及测量误差的分类；围绕消除或削弱系统误差、随机误差、疏忽误差的不同途径，结合具体的实例，详细阐述了多次测量取平均值、换位抵消法、替代消除法、零示法、预检修正法、正负补偿法等测量方法，在实际测量工作中的具体应用。
[关键词] 测量 测量误差 系统误差 随机误差 测量方法
1、引言
测量是人类对客观事物的状态以及所固有的各种性质取得数量概念的一种认识手段。在这个认识过程中，人们借助于专门的设备，依据一定的理论，通过实验的方法获取定量信息。由于受测量设备、测量方法、测量环境和测量人员素质等条件的限制，测得的结果与被测量实际数值总会存在一定差别，这种差别称为测量误差。测量误差过大，可能会使测量结果变得毫无意义，甚至会带来害处。而真值（即在一定的时间、空间条件下，被测量的大小是一个客观存在的确定数值）只是一个理想概念，是无法获得的。测量误差是客观存在、无法消除的，只能想方设法减小它。
2、产生测量误差的来源
无论哪种测量，都必须使用测量仪器，由测量人员按照一定的测量理论及方法在某个特定环境下完成。产生的误差来源，主要有如下几个方面。
2.1测量过程中产生的误差
2.1.1装置误差（仪器误差）
测量仪器本身及其附件的电气和机械性能不完善而引入的误差称为仪器误差，即装置本身误差。如电路元器件参数不稳定、内部元件间电场、磁场或热场的干扰、绝缘漏电、刻度不准确等引起的误差。
2.1.2环境误差（影响误差）
温度、湿度、大气压、机械振动、电源电压、电磁场、光照、灰尘等各种环境因素与仪器仪表要求的条件不一致而引起的误差称为环境误差。
2.1.3方法误差（理论误差）
测量方法或测量所依据的理论不完善产生的误差称为方法误差或理论误差。究其原因有：①受客观条件或技术水平的限制；②测量原理具有近似性；③用接触测破坏量了被测对象的原有状态；④用静态方法解决动态问题。
2.1.4人员误差（主观误差）
由操作人员素质条件所引起的误差称为人员误差。如估算读数时总是偏大或偏小；视觉或听觉的不完善引起的读数、记录、计算或操作错误。
2.1.5被测量不稳定误差
测量对象自身的不稳定变化引起的误差称为被测量不稳定误差。如测量振荡器的振荡频率，可认为其振荡频率真值是时间函数，它不稳定，则测量它的频率必然要引起误差。
2.2处理数据时产生的误差
2.2.1有效数字的化整误差
测量精度给定，需用相应有效数字表示，多余位应舍弃，从而产生化整误差。
2.2.2利用各种数学和物理常数引起的误差
计算中经常遇到一些数学和物理常数，需取近似值，会引起的误差。
2.2.3各种近似计算带来的误差
在运算中，对某些数只能用近似公式计算，因此会产生误差。
3、减小误差的途径
以上对产生误差的来源进行了分析，工作中又常根据测量误差的基本性质和特点把它归纳为三大类，即系统误差、随机误差、疏忽误差。在测量中要根据测量误差的类型，紧密结合误差产生的原因进行认真分析，针对不同的测量对象，采取相应措施，以便削弱、修正误差，使测量结果更逼近于真值。下面探讨减小测量误差的途径。
3.1提高素质，避免疏忽误差
测量是人类对客观世界获取信息的过程，要充分深刻认识测量工作的重要性，严格遵守操作规程，在规定的标准条件下，采取正确的测量方法，不要测错、读错、记错或算错测量数据。
3.2合理选择仪表的准确度和量程，降低误差
对于测量误差影响较大是仪表的准确度和量程。所谓仪表的准确度（等级）γm是仪表的绝对误差可能出现的Δm与仪表上量限Am的比值来表示，即γm=Δm/Am。由γm可知其基本误差为±γm%。对于仪表来说其等级γm越高，仪表基本误差（±γm%）就越小。为减小误差，任何选择仪表的准确度和量程？现举三个例子说明。
例1：某仪表准确度为1.5级，量程为20A的电流，在测量15A的电流时，测量示值相对误差为2%；若改为准确度为0.5级的仪表，在其他相同情况下，示值相对误差则为0.67%。
例2：某电压表准确度为2.5级，量程为250V，用该表测量220V和110V的电压。测220V时测量示值相对误差为2.84%，测110V时测量示值相对误差为5.68%。
例3：现有两块电压表，要分别测一个12V左右的电压，其中一块表量程为150V、1.5级，另一块表量程为15V、2.5级。经计算第一块表测量示值相对误差为18.75%；第二块表测量示值相对误差为3.125%。显然选用量程为15V、2.5级的电压表较为合适，前者准确度虽较后者高，但因量程不当反而误差较大。
通过对上述三例的分析可见，相同量程的仪表，仪表准确度越高测量结果越准确；准确度一定被测量值越接近于所选量程值，测量误差越小，一般把被测量指示范围选择在仪表表度尺满刻度的2/3以上；对于不同量程、不同准确度的仪表，还要根据被测量大小，在选择仪表的准确度时还要兼顾到量程上限，一般可先预测估算一下，再根据计算结果，选择适合于被测量要求的仪表准确度和量程。
3.3采用多次测量，消除随机误差
空气扰动、电磁场微变、热起伏、测量人员感官的无规律变化等原因造成的随机误差，由于它具有有界性、单峰性、对称性、抵消性的特性，在实际测量中可采用多次测量取算术平均值的方法，来消除随机误差对测量结果的影响。
3.4创新测量方法，削弱系统误差
系统误差具有如下三个特点，即是一个恒定不变的值或是确定的函数值、多次重复测量不能消除或减少、有可控制性或修正性。为此，在测量之前，根据测量对象合理选择仪表准确度和量程、校零、按照使用的环境条件和安装方法，从源头上减小误差的产生。在测量过程中，再根据具体测量条件和内容采用专门的测量技术，创新测量方法，借以消除或减弱系统误差。简要介绍如下几种方法。
3.4.1换位抵消法
[关键词] 测量 测量误差 系统误差 随机误差 测量方法
1、引言
测量是人类对客观事物的状态以及所固有的各种性质取得数量概念的一种认识手段。在这个认识过程中，人们借助于专门的设备，依据一定的理论，通过实验的方法获取定量信息。由于受测量设备、测量方法、测量环境和测量人员素质等条件的限制，测得的结果与被测量实际数值总会存在一定差别，这种差别称为测量误差。测量误差过大，可能会使测量结果变得毫无意义，甚至会带来害处。而真值（即在一定的时间、空间条件下，被测量的大小是一个客观存在的确定数值）只是一个理想概念，是无法获得的。测量误差是客观存在、无法消除的，只能想方设法减小它。
2、产生测量误差的来源
无论哪种测量，都必须使用测量仪器，由测量人员按照一定的测量理论及方法在某个特定环境下完成。产生的误差来源，主要有如下几个方面。
2.1测量过程中产生的误差
2.1.1装置误差（仪器误差）
测量仪器本身及其附件的电气和机械性能不完善而引入的误差称为仪器误差，即装置本身误差。如电路元器件参数不稳定、内部元件间电场、磁场或热场的干扰、绝缘漏电、刻度不准确等引起的误差。
2.1.2环境误差（影响误差）
温度、湿度、大气压、机械振动、电源电压、电磁场、光照、灰尘等各种环境因素与仪器仪表要求的条件不一致而引起的误差称为环境误差。
2.1.3方法误差（理论误差）
测量方法或测量所依据的理论不完善产生的误差称为方法误差或理论误差。究其原因有：①受客观条件或技术水平的限制；②测量原理具有近似性；③用接触测破坏量了被测对象的原有状态；④用静态方法解决动态问题。
2.1.4人员误差（主观误差）
由操作人员素质条件所引起的误差称为人员误差。如估算读数时总是偏大或偏小；视觉或听觉的不完善引起的读数、记录、计算或操作错误。
2.1.5被测量不稳定误差
测量对象自身的不稳定变化引起的误差称为被测量不稳定误差。如测量振荡器的振荡频率，可认为其振荡频率真值是时间函数，它不稳定，则测量它的频率必然要引起误差。
2.2处理数据时产生的误差
2.2.1有效数字的化整误差
测量精度给定，需用相应有效数字表示，多余位应舍弃，从而产生化整误差。
2.2.2利用各种数学和物理常数引起的误差
计算中经常遇到一些数学和物理常数，需取近似值，会引起的误差。
2.2.3各种近似计算带来的误差
在运算中，对某些数只能用近似公式计算，因此会产生误差。
3、减小误差的途径
以上对产生误差的来源进行了分析，工作中又常根据测量误差的基本性质和特点把它归纳为三大类，即系统误差、随机误差、疏忽误差。在测量中要根据测量误差的类型，紧密结合误差产生的原因进行认真分析，针对不同的测量对象，采取相应措施，以便削弱、修正误差，使测量结果更逼近于真值。下面探讨减小测量误差的途径。
3.1提高素质，避免疏忽误差
测量是人类对客观世界获取信息的过程，要充分深刻认识测量工作的重要性，严格遵守操作规程，在规定的标准条件下，采取正确的测量方法，不要测错、读错、记错或算错测量数据。
3.2合理选择仪表的准确度和量程，降低误差
对于测量误差影响较大是仪表的准确度和量程。所谓仪表的准确度（等级）γm是仪表的绝对误差可能出现的Δm与仪表上量限Am的比值来表示，即γm=Δm/Am。由γm可知其基本误差为±γm%。对于仪表来说其等级γm越高，仪表基本误差（±γm%）就越小。为减小误差，任何选择仪表的准确度和量程？现举三个例子说明。
例1：某仪表准确度为1.5级，量程为20A的电流，在测量15A的电流时，测量示值相对误差为2%；若改为准确度为0.5级的仪表，在其他相同情况下，示值相对误差则为0.67%。
例2：某电压表准确度为2.5级，量程为250V，用该表测量220V和110V的电压。测220V时测量示值相对误差为2.84%，测110V时测量示值相对误差为5.68%。
例3：现有两块电压表，要分别测一个12V左右的电压，其中一块表量程为150V、1.5级，另一块表量程为15V、2.5级。经计算第一块表测量示值相对误差为18.75%；第二块表测量示值相对误差为3.125%。显然选用量程为15V、2.5级的电压表较为合适，前者准确度虽较后者高，但因量程不当反而误差较大。
通过对上述三例的分析可见，相同量程的仪表，仪表准确度越高测量结果越准确；准确度一定被测量值越接近于所选量程值，测量误差越小，一般把被测量指示范围选择在仪表表度尺满刻度的2/3以上；对于不同量程、不同准确度的仪表，还要根据被测量大小，在选择仪表的准确度时还要兼顾到量程上限，一般可先预测估算一下，再根据计算结果，选择适合于被测量要求的仪表准确度和量程。
3.3采用多次测量，消除随机误差
空气扰动、电磁场微变、热起伏、测量人员感官的无规律变化等原因造成的随机误差，由于它具有有界性、单峰性、对称性、抵消性的特性，在实际测量中可采用多次测量取算术平均值的方法，来消除随机误差对测量结果的影响。
3.4创新测量方法，削弱系统误差
系统误差具有如下三个特点，即是一个恒定不变的值或是确定的函数值、多次重复测量不能消除或减少、有可控制性或修正性。为此，在测量之前，根据测量对象合理选择仪表准确度和量程、校零、按照使用的环境条件和安装方法，从源头上减小误差的产生。在测量过程中，再根据具体测量条件和内容采用专门的测量技术，创新测量方法，借以消除或减弱系统误差。简要介绍如下几种方法。
3.4.1换位抵消法