電子測量原理之誤差理論與數(shù)據(jù)處理.ppt

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1、測量誤差的基本概念隨機誤差的統(tǒng)計特性及處理系統(tǒng)誤差的判斷及處理誤差的合成與分配測量數(shù)據(jù)處理第1章誤差理論與數(shù)據(jù)處理1.1測量誤差的基本概念1.1.1測量誤差的定義測量的目的:獲得被測量的真值。真值:在一定的時間和空間環(huán)境條件下，被測量本身所具有的真實數(shù)值。測量誤差:所有測量結果都帶有誤差。1.1.2測量誤差產(chǎn)生的原因（1）儀器誤差：由于測量儀器及其附件的設計、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差。（2）影響誤差：由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、振動、電源電壓、電磁場等）與測量要求的條件不一致而引起的誤差。（3）理論誤差和方法誤差

2、：由于測量原理、近似公式、測量方法不合理而造成的誤差。（4）人身誤差：由于測量人員感官的分辨能力、反應速度、視覺疲勞、固有習慣、缺乏責任心等原因，而在測量中使用操作不當、現(xiàn)象判斷出錯或數(shù)據(jù)讀取疏失等而引起的誤差。（5）測量對象變化誤差：測量過程中由于測量對象變化而使得測量值不準確，如引起動態(tài)誤差等。1.1.3測量誤差的分類1.按誤差表示方法分絕對誤差相對誤差2.按誤差性質分系統(tǒng)誤差隨機誤差粗大誤差1.1.3測量誤差的分類（續(xù)）1.按誤差來源分儀器誤差使用誤差人身誤差方法誤差理論誤差影響誤差1.1.4測量誤差的表示方法測量誤差有絕對誤差和相對誤差兩種表示方法。1.絕對誤

3、差（1）定義：由測量所得到的被測量值與其真值之差，稱為絕對誤差有大小，又有符號和量綱實際應用中常用實際值A（高一級以上的測量儀器或計量器具測量所得之值）來代替真值。絕對誤差：1.1.4測量誤差的示方法（續(xù)）（2）修正值與絕對誤差的絕對值大小相等，但符號相反的量值，稱為修正值測量儀器的修正值可以通過上一級標準的檢定給出，修正值可以是數(shù)值表格、曲線或函數(shù)表達式等形式。被測量的實際值1.1.4測量誤差的示方法（續(xù)）2.相對誤差一個量的準確程度，不僅與它的絕對誤差的大小，而且與這個量本身的大小有關。例：測量足球場的長度和成都市到綿陽市的距離，若絕對誤差都為1米，測量的準確程度

4、是否相同？相對誤差、引用誤差、分貝誤差相對誤差：亦被稱為相對真誤差，它指絕對誤差與被測真值的比。通常用百分數(shù)表示：相對誤差是兩個有相同量綱的量的比值，只有大小和符號，沒有單位。1.1.4測量誤差的示方法（續(xù)）引用誤差：滿度相對誤差（引用相對誤差）用測量儀器在一個量程范圍內出現(xiàn)的最大絕對誤差與該量程值（上限值－下限值）之比來表示的相對誤差，稱為滿度相對誤差（或稱引用相對誤差）儀表各量程內絕對誤差的最大值1.1.4測量誤差的示方法（續(xù)）分貝誤差——相對誤差的對數(shù)表示分貝誤差是用對數(shù)形式（分貝數(shù)）表示的一種相對誤差，單位為分貝（dB）。電壓增益的測得值為誤差為用對數(shù)表示為增

5、益測得值的分貝值分貝誤差1.1.5系統(tǒng)誤差與隨機誤差1系統(tǒng)誤差定義：在相同條件下多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號保持恒定，或在條件改變時按一定規(guī)律變化的誤差叫系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差簡稱“系差”，用ε來表示。產(chǎn)生原因：測量儀器設備在設計和制作上有缺陷、測量時環(huán)境條件與儀器要求不一致、測量方法不完善、測量設備的安裝、放置和使用不當、測量人員的不良習慣及生理上的限制。1.1.5系統(tǒng)誤差與隨機誤差（續(xù)）特點：恒差系：就是當測量條件一經(jīng)確定，系統(tǒng)誤差就是一個客觀上恒定的值，多次測量取平均值并不能改變其大小。變系差：就是在測量條件改變時，一般來說系統(tǒng)誤差是變化的，其規(guī)律有累進性的

6、，也有周期性的，還有復雜規(guī)律變化的。1.1.5系統(tǒng)誤差與隨機誤差（續(xù)）2.隨機誤差定義：在相同條件下多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號均以不可預定方式變化的誤差。隨機誤差簡稱“隨差”，一般是絕對誤差形式。產(chǎn)生原因：主要是那些對測量影響微小而又互不相關的多種因素共同造成的，也就是隨機因素的影響。特點是:在多次測量中，隨機誤差的絕對值不會超過一定的界限，即有界性；絕對值相等的正負誤差出現(xiàn)的機會相同，即對稱性；隨機誤差的算術平均值隨著測量次數(shù)的無限增加而趨于零，也就是說多次測量中隨機誤差有相互抵消的特性，即抵償性。1.1.5系統(tǒng)誤差與隨機誤差（續(xù)）3粗大誤差定義：在一定測

7、量條件下，測量示值明顯偏離被測實際值所形成的誤差。粗大誤差又叫疏失誤差。產(chǎn)生原因：有測量條件突然變化的客觀原因，如測量過程中供電電源的瞬時跳變；也有測量人員疏忽的原因，如測錯、讀錯、記錯等。1.1.5系統(tǒng)誤差與隨機誤差（續(xù)）4誤差對測量結果的影響及測量結果評價測量誤差的系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差同時存在時，對測量結果的影響可用圖1-1來表示。圖1-1三種誤差同時存在的情況1.1.5系統(tǒng)誤差與隨機誤差（續(xù)）圖中表示真值，小黑點表示各次測量值，表示的平均值，表示隨機誤差，ε表示系統(tǒng)誤差（恒系差），表示壞值。由圖可知：壞值的存在，將嚴重影響平均值（圖中是