影像测量仪 ：误差、精度的定义，对测量造成的影响

误差的定义：所测得的数值与其真值（标称值）之间的差。理论真值（名义值）：设计时给定，或者计算得到的值，如零件的名义尺寸，也可以理解为图纸上标注的值；约定真值：一些几何量和物理量的公认值。例如，由国际数据委员会推荐的真空光速、阿伏加德罗常量等特定量的最新值。相对真值：更高测量精度等级的标准仪器测量出来的值。

无论测量精度多高，误差是客观存在的，真值通常是未知的，因此误差通常是未知的。这里的真值与理论真值不是一个概念。

产生随机误差的原因：测量装置方面的因素：零部件变形、信号处理电路的随机噪声等。环境方面的因素：温度、湿度、气压的变化，光照强度、电磁场的变化等。人为方面的因素：瞄准、读数不稳定，人为操作不当等。可以证明：当测量次数趋向无限时，算术平均值必然趋近于真值。

系统误差：是指在确定的测量条件下，某种测量方法和装置，在测量之前就已存在误差，并始终以必然性规律影响测量结果的正确度。

实际的测量过程往往存在系统误差，有时系统误差数值还比较大。系统误差不易被发现，多次重复测量又不能减小它对测量结果的影响。系统误差比随机误差具有更大的危险性，必须认真研究系统误差的特征与规律，发现、减小或消除系统误差。

系统误差由固定不变的或者按确定规律变化的因素造成，在条件充分的情况下这些因素是可以掌握的。主要来源于：

测量装置方面的因素：计量校准后发现的偏差、仪器设计原理缺陷、仪器制造和安装的不正确等。环境方面的因素：测量时的实际温度对标准温度的偏差、测量过程中的温度、湿度按一定规律变化的误差。测量方法的因素：采用近似的测量方法或计算公式引起的误差等。测量人员的因素：测量人员固有的测量习性引起的误差等。

因此，测量装置要请专业工程师定期进行校准，测量室的环境要按建议布置，控制温度、湿度、振动等因素。测量人员需要经过专业的培训指导，测量时的操作必须规范。

如何发现系统误差，即何时需要请工程师来进行校准？一般建议机器半年进行一次校准维护保养，还有一个简单的方法推荐，可以配一个精度较高（一般比测量仪器高一到两级）的标准器，用仪器来测量标准器，如果发现与标准器的标称值偏差超过可接受的范围，就需要进行校准。

消除系统误差最理想的方法：消除误差源。要求测量人员对测量过程中可能产生系统误差的各个环节作仔细分析。所用基准件、标准件是否准确。所用仪器是否处于正常工作状态，是否经过检定。仪器的调整、测件的安装定位和支承装卡是否正确合理。所采用的测量方法和计算方法是否正确，有无理论误差。测量的环境条件是否符合要求，如温度、震动等。

精度（不确定度）的含义：1）准确度它是系统误差大小的反映，表征测量结果稳定地接近真值的程度。2）精密度它是随机误差大小的反映，表征测量结果的一致性或误差的分散性。3）精确度它是系统误差和随机误差两者的综合的反映。表征测量结果与真值之间的一致程度。

影像测量仪精度

重复精度：同一测量方法和测试条件，在一个不太长的时间间隔内，连续多次测量同一物理参数所得到的数据分散程度，反应了误差的精密度。很多设备都有重复定位精度指标。复现精度：用不同测量方法、测试仪器等，在较长的时间间隔对同一物理参数做多次测量，所得数据相一致的接近程度。一般复现精度低于重复精度。若重复精度和复现精度都很高，说明设备精度稳定，测量结果准确可信。分辨率：仪器设备能感受、识别或探测的输入量的最小值。例如：游标卡尺的分辨率是0.01mm，千分尺的分辨率为0.0005mm。

要使得测量精确度高，分辨率必须高，而分辨率高测量精度未必高。