实验误差来源有哪些

1人为因素

由于人为因素所造成的误差,包括误读、误算和视差等而误读常发生在游标尺、分厘卡等量具游标尺刻度易造成误读一个最小读数,如在1000 mm处常误读成1002 mm或998 mm分厘卡刻度易造成误读一个螺距的大小,如在1020 mm常误读成1070 mm或970 mm误算常在计算错误或输入错误数据时所发生视差常在读取测量值的方向不同或刻度面不在同一平面时所发生,两刻度面相差约在004 mm之间,若读取尺寸在非垂直于刻度面时,即会产生 的误差量为了消除此误差,制造量具的厂商将游尺的刻划设计成与本尺的刻划等高或接近等高,(游尺刻划有圆弧形形成与本尺刻划几近等高,游尺为凹V形且本尺为凸V形,因此形成两刻划等高

2量具因素

由于量具因素所造成的误差,包括刻度误差、磨耗误差及使用前未经校正等因素刻度分划是否准确,必须经由较精密的仪器来校正与追溯量具使用一段时间后会产生相当程度磨耗,因此必须经校正或送修方能再使用

3力量因素

由于测量时所使用接触力或接触所造成挠曲的误差依据虎克定律,测量尺寸时,如果以一定测量力使测轴与机件接触,则测轴与机件皆会局部或全面产生弹性变形,为防止此种弹性变形,测轴与机件应采相同材料制成其次,依据赫兹 (Hertz) 定律,若测轴与机件均采用钢时,其弹性变形所引起的误差量

应用量表测量工件时,量表固定于支持上,支架因被测量力会造成弹性变形,如图2-4-3所示,在长度 的断面二次矩为 ,长 的支柱为 ,纵弹性系数分别为 、 ,因此测量力为P时,挠曲量 为 为了防止此种误差,可将支柱增大并尽量缩短测量轴线伸出的长度除此之外,较大型量具如分厘卡、游标尺、直规和长量块等,因本身重量与负载所造成的弯曲通常,端点标准器在两端面与垂直线平行的支点位置为0577全长时,其两端面可保持平行,此支点称之为爱里点 (Airey Points) 线刻度标准器支点在其全长之05594位置,其全长弯曲误差量为最小,此处称之为贝塞尔点 (Bessel Points)

4测量因素

测量时,因仪器设计或摆置不良等所造成的误差,包括余弦误差、阿贝误差等余弦误差是发生在测量轴与待测表面成一定倾斜角度 ,如图2-4-5所示其误差量为 ,为实际测量长度通常,余弦误差会发生在两个测量方向,必须特别小心例如测量内孔时,径向测量尺寸需取最大尺寸,轴向测量需取最小尺寸同理,测量外侧时,也需注意取其正确位置测砧与待测工件表面必须小心选用,如待测工件表面为平面时需选用球状之测砧、工件为圆柱或圆球形时应选平面之测砧阿贝原理 (Abbe’ Law) 为测量仪器的轴线与待测工件之轴线需在一直在线否则即产生误差,此误差称为阿贝误差通常,假如测量仪器之轴线与待测工件之轴线无法在一起时,则需尽量缩短其距离,以减少其误差值若以游标尺测量工件为例,如图2-4-6所示,其误差为 ,因此欲减少游标尺测量误差,需将本尺与游尺之间隙所造成之 角减小及测量时应尽量靠近刻度线若以量表测量工件为例,如图2-4-7所示其量表之探针为球形,工件为圆柱,两轴心有偏位量 时,其接触的误差量为 若量表之探针和工件均为平面时,若两平面倾斜一定角度 时,其接触的误差量为 如图2-4-8所示,此误差称为正弦误差图2-4-9所示为凸轮在机构设计的误差分析图,为了减少磨损,常将从动件的端头设计成半径为 的圆球或圆柱体,两者间的压力角为 ,因此引起误差为

5环境因素

测量时受环境或场地之不同,可能造成的误差有热变形误差和随机误差为最显着热变形误差通常发生于因室温、人体接触及加工后工件温度等情形下,因此必须在温湿度控制下,不可用手接触工件及量具、工件加工后待冷却后才测量但为了缩短加工时在加工中需实时测量,因此必须考虑各种材料之热胀系数 作为补偿,以因应温度材料的热膨胀系数 不同所造成的误差

如下：

(a) 温度测定过程中产生的误差：在进行温度测定的过程中，由于搅拌器的搅拌不可能使得体系中各部分的温度达到绝对均匀。所以，通过温度测量仪测得的是测温探头附近液体的温度，此温度与饱和蒸气的温度不一定完全一致，从而使所测数据和最终计算结果与实际值间存在误差。

(b) 实验中环境条件改变产生的误差：在测量过程中，虽然采用恒温槽使得体系的温度处于恒定状态，但仍然不能完全保证测定条件没有发生变化。

同时，由于实验中测定仪器直接与外界环境接触，所以当外界环境温度、大气压力和湿度改变时，测量仪器所处状态的不同可能影响其测得数据的准确性。

(c) 测量体系的改变：在实验中认为测量体系的组成没有变化，始终为无水乙醇。但是在实际情况下，体系组成改变的可能也是存在的。具体而言，如果排气或升温过程中液体沸腾过于剧烈，可能使蒸发出的液体将仪器磨口密封用的甘油溶解。

之后混有甘油的蒸汽返回体系时就可能改变体系组成，从而使体系饱和蒸气压发生变化，引入误差。为避免这一现象，升温时需随时调节活塞H，防止液体剧烈沸腾。

试验时造成误差的因素通常可以考虑以下几个方面的因素：

1、人，不同的人进行同一个试验时，因为手法上的细微不同都会造成试验结果上的误差。因此通常在不要大量手动操作的试验中，需要由同一个人来操作，这样出来的数据才比较有可比性；

2、机，设备仪器，这里就要考虑试验仪器本身是否存在着误差。通常实验室的仪器设备每年都要进行校准检定。试验前，你可以拿标准物质对设备进行核查，看设备的精度和误差是否满足试验本身的需要；

3、物，试验样品，通常试验前样品都要经过状态调节，以便试验样品达到稳定的物性状态。建议将样品放在23摄氏度，50％的环境中暴露存放24小时以上；

4、法，试验方法，考虑试验过程当中是否有某些细节导致试验结果有误差，在这点上视具体情况而定，这里无法做更详细的说明。

5、环，测试环境，环境状态的不稳定也会导致试验结果的偏差，通常实验室环境要求温度保持在23摄氏度正负2摄氏度，湿度为50％正负5％。

综合以上几点，基本上可以减小试验结果的误差，但误差是无法完全避免的。

如果有兴趣你可以在网上找一下有关实验室不确定度评定的相关要求，这对减小试验结果误差会有所帮助。

误差产生的原因主要有以下两点：

一，元件性能与参数误差：设计时的理论值是以理想元器件为基础的，而实际器件不可能做到理想性能与参数。

就如你拿尺不可能量出没有误差的尺寸一样。

二，测量仪器产生的误差：测量仪器在采样与处理到显示的过程中都会产生误差，特别是对数据的采样，多高频率的数据据采样率都避免不了误差。

其它还有很多造成误差的因素，如：电源内阻、线路损耗等。

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