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《測(cè)量誤差理論數(shù)據(jù)處理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、-第2章 測(cè)量誤差理論及數(shù)據(jù)處理2.1測(cè)量誤差的基本概念教學(xué)目的1.掌握測(cè)量誤差的分類，隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差的概念和來源。2.了解準(zhǔn)確度、精密度、精確度，及它們與系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、總誤差的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)1.根據(jù)誤差的性質(zhì)，將測(cè)量誤差分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差三類，給出了這三類誤差的概念和來源。2.與測(cè)量結(jié)果有關(guān)的三個(gè)術(shù)語：準(zhǔn)確度、精密度、精確度，及它們與系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和總誤差的關(guān)系。教學(xué)方式：講授教學(xué)過程：2.1.1測(cè)量誤差的定義.分類根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)，測(cè)量誤差可分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤
2、差三類。1．隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差的定義：在同一測(cè)量條件下（指在測(cè)量環(huán)境、測(cè)量人員、測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器都相同的條件下），多次重復(fù)測(cè)量同一量值時(shí)（等精度測(cè)量），每次測(cè)量誤差的絕對(duì)值和符號(hào)都以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差的產(chǎn)生原因：對(duì)測(cè)量值影響微小但卻互不相關(guān)的大量因素共同造成。這些因素主要是噪聲干擾、電磁場(chǎng)微變、零件的摩擦和配合間隙、熱起伏、空氣擾動(dòng)、大地微震、測(cè)量人員感官的無規(guī)律變化等。隨機(jī)誤差的新定義：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。即（3－1）（）
3、（3－2）定義的意義：隨機(jī)誤差是測(cè)量值與數(shù)學(xué)期望之差，它表明了測(cè)量結(jié)果的分散性隨機(jī)誤差愈小，精密度愈高。2．系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的定義：在同一測(cè)量條件下，多次測(cè)量重復(fù)同一量時(shí)，測(cè)量誤差的絕對(duì)值和符號(hào)都保持不變，或在測(cè)量條件改變時(shí)按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差是由固定不變的或按確定規(guī)律變化的因素造成的，這些因素主要有：1）測(cè)量?jī)x器方面的因素：儀器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的缺點(diǎn)；儀器零件制造偏差和安裝不正確；電路的原理誤差和電子元器件性能不穩(wěn)定等。如把運(yùn)算放大器當(dāng)作理想運(yùn)放，而被忽略的輸入阻抗、輸出阻抗等引起的誤差。2）環(huán)境方
4、面的因素：測(cè)量時(shí)的實(shí)際環(huán)境條件（溫度、濕度、大氣壓、電磁場(chǎng)等）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件的偏差，測(cè)量過程中溫度、濕度等按一定規(guī)律變化引起的誤差。3）測(cè)量方法的因素：采用近似的測(cè)量方法或近似的計(jì)算公式等引起的誤差，.---1）測(cè)量人員方面的因素：由于測(cè)量人員的個(gè)人特點(diǎn)，在刻度上估計(jì)讀數(shù)時(shí)，習(xí)慣偏于某一方向；動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，記錄快速變化信號(hào)有滯后的傾向。系統(tǒng)誤差（）的定量定義：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。即（3－3）在去掉隨機(jī)因素（即隨機(jī)誤差）的影響后，平均值偏離真值的大小就是
5、系統(tǒng)誤差。系差越小，測(cè)量就越準(zhǔn)確。所以，系統(tǒng)誤差經(jīng)常用來表征測(cè)量準(zhǔn)確度的高低。3．粗大誤差粗大誤差是一種顯然與實(shí)際值不符的誤差，又稱疏失誤差。產(chǎn)生粗差的原因有：（1）測(cè)量操作疏忽和失誤如測(cè)錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)以及實(shí)驗(yàn)條件未達(dá)到預(yù)定的要求而匆忙實(shí)驗(yàn)等。（2）測(cè)量方法不當(dāng)或錯(cuò)誤如用普通萬用表電壓檔直接測(cè)高內(nèi)阻電源的開路電壓，用普通萬用表交流電壓檔測(cè)量高頻交流信號(hào)的幅值等。（3）測(cè)量環(huán)境條件的突然變化如電源電壓突然增高或降低，雷電干擾、機(jī)械沖擊等引起測(cè)量?jī)x器示值的劇烈變化等。含有粗差的測(cè)量值稱為壞值或異常值，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)剔除掉。
6、4．系差和隨差的表達(dá)式測(cè)量中發(fā)現(xiàn)了粗差，數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)將其剔除，這樣要估計(jì)的誤差就只有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類。將式（3－1）和式（3－2）等號(hào)兩邊分別相加，得（）（3－4）即各次測(cè)得值的絕對(duì)誤差等于系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的代數(shù)和。在任何一次測(cè)量中，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差一般都是同時(shí)存在的，而且兩者之間并不存在絕對(duì)的界限。2.1.2測(cè)量結(jié)果的表征準(zhǔn)確度——表示系統(tǒng)誤差的大小。系統(tǒng)誤差越小，則準(zhǔn)確度越高，即測(cè)量值與實(shí)際值符合的程度越高。精密度——表示隨機(jī)誤差的影響。精密度越高，表示隨機(jī)誤差越小。隨機(jī)因素使測(cè)量值呈現(xiàn)分散而不確定，但總是
7、分布在平均值附近。精確度——用來反映系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響。精確度越高，表示正確度和精密度都高，意味著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小。小結(jié)：本結(jié)應(yīng)重點(diǎn)掌握隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差、準(zhǔn)確度、精密度、精確度2.2測(cè)量誤差的估計(jì)和處理教學(xué)目的1.了解隨機(jī)變量的數(shù)字特征的意義和估算方法。2.掌握算術(shù)平均值、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差、置信概率、置信區(qū)間的概念。3.靈活應(yīng)用隨機(jī)誤差滿足正態(tài)分布、均勻分布和t分布時(shí)的處理方法。.---4.掌握系統(tǒng)誤差的分類、發(fā)現(xiàn)方法和消除方法。5.掌握粗大誤差的判斷方法和消除方法。6.掌握等精度時(shí)測(cè)量結(jié)果的處理
8、，了解不等精度時(shí)測(cè)量結(jié)果的處理。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)1.算術(shù)平均值、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差、置信概率、置信區(qū)間的概念2.系統(tǒng)誤差的分類、發(fā)現(xiàn)方法和消除方法；粗大誤差的判斷方法和消除方法教學(xué)方式：講授教學(xué)過程：2.2.1隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特性及減少方法1．隨機(jī)誤差的分布規(guī)律測(cè)量值和測(cè)量誤差都是隨機(jī)變量。在很多情況下，測(cè)量中隨機(jī)誤差的分布及
