石油計(jì)量誤差修正及數(shù)據(jù)處理

于海飛

摘要：石油計(jì)量的主要目的是通過對(duì)其幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，最后確定其數(shù)量。石油計(jì)量的過程是以確定其量值為目的的一組操作。在測(cè)量中，由于測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備等的不完善，以及人們認(rèn)識(shí)能力所限和周圍環(huán)境的影響，以至測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之間不可避免地存在著差異，表現(xiàn)為測(cè)量結(jié)果始終含有誤差。

關(guān)鍵詞：計(jì)量管理;數(shù)據(jù)處理;誤差

一、誤差的定義及表示方法

（一）誤差定義

所謂誤差就是測(cè)量結(jié)果減去被測(cè)量的真值，即誤差=測(cè)量值-真值。測(cè)量值是指由測(cè)量所得到的賦予被測(cè)量的值。在給出測(cè)量值時(shí)，應(yīng)說明它是未修正測(cè)量結(jié)果還是已修正測(cè)量結(jié)果。真值是指與給定的特定量的定義一致的值。量的真值是一個(gè)理想的概念，一般是不可知的。只有在某些特定條件下，真值才是可知的。

（二）誤差表示方法

1.絕對(duì)誤差

某量值的測(cè)量值和真值之差為絕對(duì)誤差，通常簡(jiǎn)稱為誤差。

2.相對(duì)誤差

測(cè)量誤差除以被測(cè)量的真值稱為相對(duì)誤差，因測(cè)量值與真值接近，故也可近似用誤差與測(cè)量值之比值作為相對(duì)誤差，即

3.引用誤差

引用誤差指的是一種簡(jiǎn)化和實(shí)用方便的儀器儀表示值的相對(duì)誤差，它是以儀器儀表某一刻度點(diǎn)的示值誤差為分子，以測(cè)量范圍上限值或全量程為分母，所得的比值稱為引用誤差。

4.修正值

用代數(shù)方法與未修正測(cè)量結(jié)果相加，以補(bǔ)償其系統(tǒng)誤差的值稱為修正值，將測(cè)量值加上修正值后可得近似的真值。

在油品計(jì)量等實(shí)際工作中，經(jīng)常使用修正值，如用量油尺、溫度計(jì)、密度計(jì)等測(cè)量時(shí)的器差修正。

二、誤差的來源及分類

（一）誤差的來源

1.裝置誤差

計(jì)量裝置是指為確定被測(cè)量值所必需的計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總稱。由于計(jì)量裝置本身不完善和不穩(wěn)定所引起的計(jì)量誤差稱為裝置誤差。

2.測(cè)量方法的誤差

采用近似的或不合理的測(cè)量方法和計(jì)算方法而引起的誤差叫作方法誤差。

3.操作者的誤差

測(cè)量人員由于受分辯能力，反應(yīng)速度、固有習(xí)慣、估讀能力、視覺差異、操作熟練程度以及一時(shí)生理或心理的異態(tài)反應(yīng)而造成的誤差，如讀數(shù)誤差，照準(zhǔn)誤差等。

4.測(cè)量環(huán)境引起的誤差

由于客觀環(huán)境偏離了規(guī)定的參比條件引起的誤差。如溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)、照明等。

（二）誤差的分類

1.隨機(jī)誤差

隨機(jī)誤差是測(cè)量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值之差。隨機(jī)誤差等于誤差減去系統(tǒng)誤差。

2.系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差是在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之差

三、消除或減少計(jì)量誤差應(yīng)用

研究誤差最終是為了達(dá)到消除或減少誤差的目的，以提高測(cè)量準(zhǔn)確度。

（一）系統(tǒng)誤差的消除或減少

消除或減小系統(tǒng)誤差有兩個(gè)基本方法。一是事先研究系統(tǒng)誤差的性質(zhì)和大小，以修正量的方式，從測(cè)量結(jié)果中予以修正;二是根據(jù)系統(tǒng)誤差的性質(zhì)，在測(cè)量時(shí)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，使系統(tǒng)誤差相互抵消不帶人測(cè)量結(jié)果。再就是采用專門的方法如交換法（又稱高斯法）、替代法、補(bǔ)償法、對(duì)稱測(cè)量法來消除或減小系統(tǒng)誤差。

（二）隨機(jī)誤差的消除或減少

隨機(jī)誤差是由很多暫時(shí)未能掌握或不便掌握的微小因素所構(gòu)成，這些因素在測(cè)量過程中相互交錯(cuò)、隨機(jī)變化，以不可預(yù)知方式綜合地影響測(cè)量結(jié)果。就個(gè)體而言是不確定的，但對(duì)其總體（大量個(gè)體的總和）服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此可以用統(tǒng)計(jì)方法分析其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

隨機(jī)誤差按統(tǒng)計(jì)方法來評(píng)定，如用算術(shù)平均值來評(píng)定測(cè)量結(jié)果的數(shù)值，實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差、算術(shù)平均值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差來評(píng)定測(cè)量結(jié)果的分散性等。關(guān)于粗大誤差，這種明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差會(huì)明顯地歪曲測(cè)量結(jié)果，應(yīng)給予剔除。

在重復(fù)條件下的多次測(cè)得值中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)個(gè)別值明顯偏離該數(shù)值算術(shù)平均值，對(duì)它的可靠性產(chǎn)生懷疑，這種可疑值不可隨意取舍，因?yàn)樗赡苁谴执笳`差，也可能是誤差較大的正常值，反映了正常的分散性。正確的處理辦法是：首先進(jìn)行直觀分析，若確認(rèn)某可疑值是由于寫錯(cuò)、記錯(cuò)、誤操作等，或者是外界條件的突變產(chǎn)生的，可以剔除，這就是直觀判斷或稱為物理判別法。

四、計(jì)量數(shù)據(jù)處理應(yīng)用

（一）有關(guān)名詞解釋

1.正確數(shù)：不帶測(cè)量誤差的數(shù)，如3支溫度計(jì)，5個(gè)人。

2.近似數(shù)：接近但不等于某一數(shù)的數(shù)，如圓周率Л的近似數(shù)為3.14。

3.有效數(shù)字：反映被測(cè)量實(shí)際大小的數(shù)字。一般從儀器上讀出的數(shù)字均為有效數(shù)字，它和小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)。有效數(shù)字的位數(shù)是由測(cè)量?jī)x器的精度確定的，它是由準(zhǔn)確數(shù)字和最后一位有誤差的數(shù)字組成。在測(cè)量時(shí)，對(duì)于連續(xù)讀數(shù)的儀器，有效數(shù)字讀到儀器最小刻度的下一位的估計(jì)值，不論估計(jì)值是否是“0”都應(yīng)記錄，不能略去。

4.有效位數(shù)：一個(gè)數(shù)全部有效數(shù)字所占有的位數(shù)。對(duì)于一般性測(cè)量，有效位數(shù)的確定可以簡(jiǎn)單些，如果對(duì)測(cè)量結(jié)果需要進(jìn)行計(jì)算，如多次測(cè)量時(shí)求算術(shù)平均值，則讀數(shù)可多估讀一位;但最后測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)仍根據(jù)計(jì)量器具最小刻度值確定。

從上述分析可以看出，測(cè)量數(shù)據(jù)的有效位數(shù)是受測(cè)量器具及方法的精度限制的，不能隨意選定。

（二）數(shù)字修約原則

在處理計(jì)量測(cè)試數(shù)據(jù)的過程中，常常需要僅保留有效位數(shù)的數(shù)字，其余數(shù)字都舍去。這時(shí)要遵循以下規(guī)則進(jìn)行取舍：

如果以舍去數(shù)的首位單位為1，分三種情況進(jìn)行處理：

1.若舍去部分的數(shù)值大于5，則保留數(shù)字的末位加1;

2.若舍去部分的數(shù)值小于5，則保留數(shù)字的末位不變;

3.若舍去部分?jǐn)?shù)值等于5，則將保留數(shù)字的末位湊成整數(shù)，即末位為偶數(shù)（0、2、4、6、8）時(shí)不變，為奇數(shù)（1，3，5，7，9）時(shí)則加1。

（三）修約注意事項(xiàng)

1.不得連續(xù)修約。即擬修約的數(shù)字應(yīng)在確定位數(shù)一次修約獲得結(jié)果，不得多次連續(xù)修約。如：修約15.454 6至個(gè)位，結(jié)果為15，不正確修約是：15.454 6—15.455—15.46—15.5—16

2.負(fù)數(shù)修約，先將它的絕對(duì)值按規(guī)定方法進(jìn)行修約，然后在修約值參加上負(fù)號(hào)，即負(fù)號(hào)不影響修約。

結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們認(rèn)識(shí)水平的提高，雖然可以將誤差控制的愈來愈小，但終究不能完全消除，這就是誤差存在的必然性和普遍性。所以，在測(cè)量中要充分認(rèn)識(shí)誤差進(jìn)而最大限度地減小和消除誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。