什么是精确度与分辨率

什么是精确度与分辨率？

　　衡量仪表测量能力的指标中，通常遇到较多的是精确度（简称精度）的概念。与精度有关的指标有三个：精密度、准确度和精确度等级。

　　描述测量仪表指示值不一致程度的量叫精密度。即对某一个稳定的被测量，在相同的工作条件下，由同一个测量者使用同一个仪表，在相当短的时间内按同一方向连续重复测量，获得测量结果（仪表指示值）不一致的程度。例如某温度计的精密度为0.5k，表明该温度计测量温度时，不一致程度不会大于0.5k。不一致程度越小，说明仪表越精密。有时表面上看不一致程度为零，但并不能说明该仪表精密度好。例如某距离的真值是1.426米，经某仪表多次测量的结果均为1.4米，这只能说明该仪表显示的有效位数太少。显然能读出的有效值数越多，仪表的精密度才有可能越高。

　　描述仪表指示值有规律地偏离真值的程度叫准确度。例如某电压的真值是10.000mV。经某电压表多次测量结果是10.03mV、10.04mV、10.06mV、10.04mV，则该电压表指示值偏离真值的数值为0.06mV。所以该电压表的准确度为0.06mV。

　　精确度是精密度和准确度两者的总和，即仪表在测量性能上的综合优良程度。仪表的精密度和准确度都高，其精密度才能高。精密度最终是以测量误差的相对值来表示的。

　　准确度是由系统误差产生的，它是指服从某一特定规律（如定值、线性、多项式、周期性等函数规律）的误差。产生系统误差的原因有：仪表工作原理所利用的物理规律不完善；仪表本身材质、零部件、制造工艺有缺陷；测量环境有变化；测量中使用仪表的方法不正确；测量工作人员不良的读数习惯等。总之，这些误差的出现是有规律的，产生的原因是可知的。所以应尽可能了解各种误差的原因，并设法消除其影响，或者，在不能消除时，确定或估计出其误差值。

　　精密度是两个因数确定的，一个是重复性，它是由随机误差决定的；另一个是仪表能显示的有效位数，能读出的有效位数越多，仪表的精密度越高。随机误差是指在相同的条件下多次测量同一物理量时，在已经消除系统误差的因数之后，测量结果仍有误差。它是由许多影响量细小变化的总和造成的，而其中的每个影响量的变化规律以及它们之间的关系难以认识，因而表现出随机性。但是，总的看这种随机变化服从统计规律（如正态分布、均匀分布等）。测量中，它表现了测量结果的分散性，该误差不能用校正方法消除，只能利用概率论和统计学的一些方法，评估随机误差对测量结果的影响，通过适当的数据处理，有可能大大地减少它对测量结果的影响。

　　精确度是反映测量仪表优良程度的综合指标。实际测量中，精密度越高，准确度不一定高，因仪表本身可能存在较大的系统误差。反之，如果准确度高，精密度也不一定高。精密度和准确度的区别，可以用图1-3射击的例子来说明。图1-3（a）表示弹着点很分散，相当于精密度差；图1-3（b）表示精密度良好，但准确度差；图1-3（c）才表示精密度和准确度都很好。

　　在工程检测中，为了简单地表示仪表测量结果的可靠程度，引入一个仪表精度等级的概念，用A表示。A的定义是，仪表在规定工作条件下，其最大绝对允许误差值相对仪表测量范围的百分数。即：
A%=（Δgmax/xmax-xmin）*100%           （1-2）
式中      gmax——最大绝对允许误差值
          xmax-xmin——测量范围的上、下限值
          A——精度等级
为了方便，对A的数值以一系列标准百分数值进行分档，如0.001、0.005、0.02、0.05…1.5、2.5、4.0、6.0等。例如某仪表的精度为1.5级，表明该仪表指示值相对误差不大于1.5%。

    如果某仪表的输入量从某个任意非零值缓慢地变化（增大或减小），在输入变化值Δ没有超过某一数值以前，该仪表指示值不会变化，但当输入变化值Δ超过某一数值后，该仪表指示值发生变化。这个使指示值发生变化的最小输入变化值称为仪表的分辨率。分辨率显示仪表能够检测到被测量最小变化量的本领。一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格数值的一半。数字式仪表的分辨率规定为最后一位的数字。