什么是精確度與分辨率

什么是精確度與分辨率？

　　衡量儀表測量能力的指標(biāo)中，通常遇到較多的是精確度（簡稱精度）的概念。與精度有關(guān)的指標(biāo)有三個：精密度、準(zhǔn)確度和精確度等級。

　　描述測量儀表指示值不一致程度的量叫精密度。即對某一個穩(wěn)定的被測量，在相同的工作條件下，由同一個測量者使用同一個儀表，在相當(dāng)短的時間內(nèi)按同一方向連續(xù)重復(fù)測量，獲得測量結(jié)果（儀表指示值）不一致的程度。例如某溫度計的精密度為0.5k，表明該溫度計測量溫度時，不一致程度不會大于0.5k。不一致程度越小，說明儀表越精密。有時表面上看不一致程度為零，但并不能說明該儀表精密度好。例如某距離的真值是1.426米，經(jīng)某儀表多次測量的結(jié)果均為1.4米，這只能說明該儀表顯示的有效位數(shù)太少。顯然能讀出的有效值數(shù)越多，儀表的精密度才有可能越高。

　　描述儀表指示值有規(guī)律地偏離真值的程度叫準(zhǔn)確度。例如某電壓的真值是10.000mV。經(jīng)某電壓表多次測量結(jié)果是10.03mV、10.04mV、10.06mV、10.04mV，則該電壓表指示值偏離真值的數(shù)值為0.06mV。所以該電壓表的準(zhǔn)確度為0.06mV。

　　精確度是精密度和準(zhǔn)確度兩者的總和，即儀表在測量性能上的綜合優(yōu)良程度。儀表的精密度和準(zhǔn)確度都高，其精密度才能高。精密度最終是以測量誤差的相對值來表示的。

　　準(zhǔn)確度是由系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的，它是指服從某一特定規(guī)律（如定值、線性、多項式、周期性等函數(shù)規(guī)律）的誤差。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因有：儀表工作原理所利用的物理規(guī)律不完善；儀表本身材質(zhì)、零部件、制造工藝有缺陷；測量環(huán)境有變化；測量中使用儀表的方法不正確；測量工作人員不良的讀數(shù)習(xí)慣等?？傊?，這些誤差的出現(xiàn)是有規(guī)律的，產(chǎn)生的原因是可知的。所以應(yīng)盡可能了解各種誤差的原因，并設(shè)法消除其影響，或者，在不能消除時，確定或估計出其誤差值。

　　精密度是兩個因數(shù)確定的，一個是重復(fù)性，它是由隨機(jī)誤差決定的；另一個是儀表能顯示的有效位數(shù)，能讀出的有效位數(shù)越多，儀表的精密度越高。隨機(jī)誤差是指在相同的條件下多次測量同一物理量時，在已經(jīng)消除系統(tǒng)誤差的因數(shù)之后，測量結(jié)果仍有誤差。它是由許多影響量細(xì)小變化的總和造成的，而其中的每個影響量的變化規(guī)律以及它們之間的關(guān)系難以認(rèn)識，因而表現(xiàn)出隨機(jī)性。但是，總的看這種隨機(jī)變化服從統(tǒng)計規(guī)律（如正態(tài)分布、均勻分布等）。測量中，它表現(xiàn)了測量結(jié)果的分散性，該誤差不能用校正方法消除，只能利用概率論和統(tǒng)計學(xué)的一些方法，評估隨機(jī)誤差對測量結(jié)果的影響，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理，有可能大大地減少它對測量結(jié)果的影響。

　　精確度是反映測量儀表優(yōu)良程度的綜合指標(biāo)。實際測量中，精密度越高，準(zhǔn)確度不一定高，因儀表本身可能存在較大的系統(tǒng)誤差。反之，如果準(zhǔn)確度高，精密度也不一定高。精密度和準(zhǔn)確度的區(qū)別，可以用圖1-3射擊的例子來說明。圖1-3（a）表示彈著點很分散，相當(dāng)于精密度差；圖1-3（b）表示精密度良好，但準(zhǔn)確度差；圖1-3（c）才表示精密度和準(zhǔn)確度都很好。

　　在工程檢測中，為了簡單地表示儀表測量結(jié)果的可靠程度，引入一個儀表精度等級的概念，用A表示。A的定義是，儀表在規(guī)定工作條件下，其最大絕對允許誤差值相對儀表測量范圍的百分?jǐn)?shù)。即：
A%=（Δgmax/xmax-xmin）*100%           （1-2）
式中      gmax——最大絕對允許誤差值
          xmax-xmin——測量范圍的上、下限值
          A——精度等級
為了方便，對A的數(shù)值以一系列標(biāo)準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)值進(jìn)行分檔，如0.001、0.005、0.02、0.05…1.5、2.5、4.0、6.0等。例如某儀表的精度為1.5級，表明該儀表指示值相對誤差不大于1.5%。

    如果某儀表的輸入量從某個任意非零值緩慢地變化（增大或減?。谳斎胱兓郸]有超過某一數(shù)值以前，該儀表指示值不會變化，但當(dāng)輸入變化值Δ超過某一數(shù)值后，該儀表指示值發(fā)生變化。這個使指示值發(fā)生變化的最小輸入變化值稱為儀表的分辨率。分辨率顯示儀表能夠檢測到被測量最小變化量的本領(lǐng)。一般模擬式儀表的分辨率規(guī)定為最小刻度分格數(shù)值的一半。數(shù)字式儀表的分辨率規(guī)定為最后一位的數(shù)字。