測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理(III)

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1、第2章測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理誤差的概念與表示方法；隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差和粗大誤差的特性與處理方法；測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。本章要點(diǎn)2.1測(cè)量誤差的基本原理2.2測(cè)量誤差的分類2.3隨機(jī)誤差2.4粗大誤差2.5系統(tǒng)誤差2.6誤差的合成與分配2.7測(cè)量數(shù)據(jù)的處理教學(xué)內(nèi)容測(cè)量就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)求出被測(cè)量的量值，因此測(cè)量過(guò)程就要涉及標(biāo)準(zhǔn)和誤差這兩個(gè)問(wèn)題。測(cè)量過(guò)程中必須要有一個(gè)體現(xiàn)計(jì)值單位的量作為標(biāo)準(zhǔn)，而且要采用同一標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果才有意義。人們通過(guò)各種方法得到的測(cè)量值與真值之間總是有差別的，這個(gè)差別就是測(cè)量誤差。2.1測(cè)量誤差的基本原理1.標(biāo)準(zhǔn)的定義標(biāo)

2、準(zhǔn)是一個(gè)公認(rèn)的機(jī)構(gòu)制定和批準(zhǔn)的文件，它對(duì)活動(dòng)或活動(dòng)的結(jié)果規(guī)定了規(guī)則、導(dǎo)則或特性值，供共同和反復(fù)使用，以實(shí)現(xiàn)在預(yù)定結(jié)果領(lǐng)域內(nèi)最佳秩序的效益。2.標(biāo)準(zhǔn)的分類及其定義（1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（4）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（2）區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)（5）地方標(biāo)準(zhǔn)（3）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（6）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2.1.1測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)2.1.2測(cè)量誤差研究測(cè)量理論的原因：（1）合理、正確地處理數(shù)據(jù)，得出被測(cè)量的最佳估計(jì)值（2）根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果正確表示出測(cè)量不確定度。（3）正確地分析誤差來(lái)源及規(guī)律，以便在測(cè)量中合理地選擇儀器、方法及環(huán)境，消除不利因素，完善檢測(cè)手段，提高測(cè)量準(zhǔn)確度。（1）單次測(cè)量（2）

3、多次測(cè)量：可以觀察測(cè)量結(jié)果一致性的好壞。（3）等精度測(cè)量（4）非等精度測(cè)量1.測(cè)量常用術(shù)語(yǔ)（5）真值A(chǔ)0：真實(shí)數(shù)值（理論上的、理想概念）（6）指定值A(chǔ)s：約定真值，指定值（基準(zhǔn)）（7）實(shí)際值A(chǔ)：相對(duì)真值，上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所測(cè)量的值（8）標(biāo)稱值：測(cè)量器具上標(biāo)定的數(shù)值（9）示值：測(cè)量值，測(cè)量器具指示的值，數(shù)值、單位測(cè)量誤差有絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種表示方法。（1）絕對(duì)誤差實(shí)際應(yīng)用中常用實(shí)際值A(chǔ)來(lái)代替真值。絕對(duì)誤差：有大小，又有符號(hào)和量綱1.誤差的表示方法◆修正值與絕對(duì)誤差的絕對(duì)值大小相等，但符號(hào)相反的量值，稱為修正值：測(cè)量?jī)x器的修正值可以通

4、過(guò)上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的檢定給出，修正值可以是數(shù)值、表格、曲線或函數(shù)表達(dá)式等形式。被測(cè)量的實(shí)際值：在自動(dòng)測(cè)量?jī)x器中，利用內(nèi)部的微處理器，存儲(chǔ)和處理修正值，直接給出經(jīng)過(guò)修正的實(shí)際值。2.相對(duì)誤差測(cè)量的準(zhǔn)確程度，不僅與被測(cè)量的絕對(duì)誤差大小有關(guān)，而且與被測(cè)量的大小有關(guān)。例在相對(duì)誤差相等的情況下，測(cè)量值越小，測(cè)量的準(zhǔn)確程度越低，反之越高。相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比γ只有大小和符號(hào)，沒(méi)有單位。①實(shí)際相對(duì)誤差：用實(shí)際值A(chǔ)代替真值A(chǔ)0②示值相對(duì)誤差：用測(cè)量值x代替實(shí)際值A(chǔ)③分貝誤差分貝誤差是用對(duì)數(shù)形式表示的一種誤差，單位為分貝（dB）。分貝誤

5、差廣泛用于增益（衰減）量的測(cè)量中。用相對(duì)誤差來(lái)表示：二、誤差的表示方法（續(xù)）P24④滿度相對(duì)誤差（滿度誤差、引用誤差）儀器量程內(nèi)最大絕對(duì)誤差與測(cè)量?jī)x器滿度值（上限值）的百分比值儀表各量程內(nèi)絕對(duì)誤差的最大值：◆適合用來(lái)表示電表或儀器的準(zhǔn)確度二、誤差的表示方法（續(xù)）◆電工儀表就是按引用誤差之值進(jìn)行分級(jí)的。◆我國(guó)電工儀表共分七級(jí)：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0?！魷?zhǔn)確度等級(jí)在0.2級(jí)以上的電表屬于精密儀表，適用于要求較高的工作環(huán)境及嚴(yán)格的操作步驟。例2-3◆在進(jìn)行量程選擇時(shí)應(yīng)盡可能使示值接近滿度值，一般以示值不

6、小于滿度值的2/3為宜?！镫娮訙y(cè)量?jī)x器的容許誤差容許誤差：測(cè)量?jī)x器在規(guī)定使用條件下可能產(chǎn)生的最大誤差范圍。測(cè)量?jī)x器的容許誤差可用工作誤差、固有誤差、影響誤差、穩(wěn)定誤差等來(lái)描述。為了保證測(cè)量?jī)x器示值的準(zhǔn)確，儀器出廠前必須由檢驗(yàn)部門對(duì)誤差指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。在使用期間，必須定期進(jìn)行校準(zhǔn)檢定，凡各項(xiàng)誤差指標(biāo)在容許誤差范圍之內(nèi)，儀器視為合格。（1）工作誤差工作誤差是在額定工作條件下儀器誤差的極限值，即來(lái)自儀器外部的各種影響量和儀器內(nèi)部的影響特性為任意可能的組合時(shí)，儀器誤差的最大極限值。（2）固有誤差：固有誤差在規(guī)定的一組影響量的基準(zhǔn)條件下給出

7、的誤差（3）影響誤差影響誤差是用來(lái)表明一個(gè)影響量對(duì)儀器測(cè)量誤差的影響。例如溫度誤差、頻率誤差。它是當(dāng)一個(gè)影響量在其額定使用范圍內(nèi)（或一個(gè)影響特性在其有效范圍內(nèi)）取任一值，而其它影響量和影響特性均處于基準(zhǔn)條件時(shí)所測(cè)得的誤差。（4）穩(wěn)定誤差穩(wěn)定誤差是儀器的標(biāo)稱值在其他影響量和影響特性保持恒定的情況下，于規(guī)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的誤差極限。我國(guó)新的部頒標(biāo)準(zhǔn)采用上述誤差表示方法。原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)把測(cè)量?jī)x器的誤差用基本誤差和附加誤差來(lái)表示。（1）儀器誤差：由于測(cè)量?jī)x器及其附件的設(shè)計(jì)、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過(guò)程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有

8、的誤差。（2）使用誤差：由于在測(cè)量中對(duì)測(cè)量設(shè)備使用操作不當(dāng)而引起的誤差。（3）人身誤差：由于測(cè)量者的分辨能力、視覺(jué)疲勞、固有習(xí)慣或缺乏責(zé)任心等因素引起的誤差稱為人身誤差。例如讀錯(cuò)刻度、計(jì)算錯(cuò)誤等均屬人身誤差?？傊?，人身誤差是由于人為因素造成的。要減小人身誤差必須