工程思想——【误差与分辨度】

前言:最近做一个测重有关的项目,通过压力传感器AD获取计算重量值,一直测不准,记录一些想法。


1. 误差

1.1 绝对误差

  绝对误差的一般解释是假设一个物理量的测量值为 x x x,它的真值为 a a a,则它的绝对误差 ε = ∣ x − a ∣ \varepsilon=|x-a| ε=xa。它反映测量值与真实值之间相差的大小,与测量值和真实值单位相同,即测量值和真实值之差的绝对值称为绝对误差

1.2 相对误差

  相对误差是指测量造成的绝对误差和实际值之比的百分比关系

1.3 绝对误差和相对误差

  一般来说相对误差比绝对误差更能反应被测量物的可信程度。举个例子来说,当测量一部手机宽度时候,相差1个mm可能都觉得相差很大了;但如果测量地球和月球之间的距离可能相差1km都会觉得很小。

2. 误差和分辨度

  对于现实中总是存在误差的系统,我们会更偏向用相对误差来评价。比如一个测重系统,相对误差范围10%,在测量1g重量时,绝对误差可能为0.1g;在测量100g重量时,误差就是10g。

  如果把相对误差、绝对误差再加上分辨度三个概念糅合在一起看就会很容易混淆。在上述例子中,如果加上一个条件,系统分辨度是1g,会产生如下情况:在测量1g重量时,由于误差为0.1g,分辨度为1g,因此并不能分辨出0.1g误差,这个系统可以被认为是准确的;在测量10g重量时,会产生1g误差,系统可以分辨出1g误差;在测量100g重量时,会产生10g误差,系统也可分辨出10g重量。

测量重量 误差重量 分辨误差重量
1g 0.1g 0g
10g 1g 1g
100g 10g 10g

  则在上面情况下要想改善系统情况,有两种方法,一种是减少本身相对误差,使得测量范围区间最大测量值的绝对误差值减小到分辨度之内;另一种办法是增大分辨度,使得最大误差值能在分辨度之内

  这个看起来简简单单的例子也给自己提了个醒,对于一个系统来说误差是永远存在的,要进行后续的技术性调整,主要是观察现有误差是否在允许的误差范围内

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