現(xiàn)代測試技術(shù)--8 誤差分析ppt課件.ppt

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1、《現(xiàn)代測試技術(shù)》8誤差分析本章主要內(nèi)容測量誤差系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與剔出隨機誤差分析粗大誤差的判定與剔除測量誤差的估計誤差分配與測量方案8.誤差分析9.1、測量誤差1、測量誤差的定義:測量誤差=測得值-真值客觀真實值（未知）1m=1650763.73?實驗結(jié)果---實驗數(shù)據(jù)---與其理論期望值不完全相同①約定真值：世界各國公認(rèn)的幾何量和物理量的最高基準(zhǔn)的量值③相對真值：標(biāo)準(zhǔn)儀器的測得值或用來作為測量標(biāo)準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)器的值如：米---公制長度基準(zhǔn)?---氪-86的2p10-5d5能級間躍遷在真空中的輻射波長測量所得數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的真值之差1）絕對誤差?x=x–x0②理論真值：設(shè)計時給定或用數(shù)學(xué)、物理公式計

2、算出的給定值光在真空中1s時間內(nèi)傳播距離的1/2997924852）相對誤差：測量的絕對誤差與被測量的真值之比絕對誤差很小表示：百分?jǐn)?shù)（%）---分子分母量綱相同相對誤差=?100%絕對誤差真值?=?100%?xx0相對誤差=?100%絕對誤差測得值?=?100%?xx例：質(zhì)量G1=50g，誤差?1=2g；質(zhì)量G2=2kg，誤差?2=50g?1=?100%=?100%=4%?1G1G1的相對誤差為250?2=?100%=?100%=2.5%G2G2的相對誤差為502000?2---G2的測量效果較好確切反映測量效果：被測量的大小不同---允許的測量誤差不同被測量的量值小---允許的測量絕對誤

3、差也越小2、誤差的特點普遍性---所有的測量數(shù)據(jù)都存在誤差---不可避免的最高基準(zhǔn)的測量傳遞手段（測量儀器/測量方法）---不絕對準(zhǔn)確①“米制”建議（18世紀(jì)末法國科學(xué)院）---“米”定義（1791年法國國會）---通過巴黎的地球子午線長度的四千分之一---鉑桿“檔案尺”（1799年）---兩端之間的距離---第一個實物基準(zhǔn)長度：“檔案尺”變形---較大誤差---廢棄（1872年米制國際會議）②鉑銥合金的X形尺---米原器（1889年第一次國際計量大會）---中性面上兩端的二條刻線在0?C時的長度---?（1~2）?10-7（復(fù)現(xiàn)精度）③自然基準(zhǔn)（1960年第十一次國際計量大會）---廢棄米

4、原器---Kr-86的2p10-5d5能級間躍遷在真空中的輻射波長的1650763.73倍。---?（0.5~1）?10-8（復(fù)現(xiàn)精度）④“米”新定義（1983年第十七屆國際計量大會）---光在真空中1s時間內(nèi)傳播距離的1/299792485---?1.3?10-10（復(fù)現(xiàn)精度）①減小誤差的影響，提高測量精度測量精度---測量技術(shù)水平的主要標(biāo)志之一精度提高受到限制---測量誤差的影響作出評定②對測量結(jié)果的可靠性給出評定（精確度的估計）(1)原理誤差：測量原理和方法本身存在缺陷和偏差近似：如：非線性比較小時可以近似為線性假設(shè)：理論上成立、實際中不成立如：誤差因素互不相關(guān)(2)裝置誤差：測量儀器

5、、設(shè)備、裝置導(dǎo)致的測量誤差機械：零件材料性能變化、配合間隙變化、傳動比變化、蠕變、空程電路：電源波動、元件老化、漂移、電氣噪聲(3)環(huán)境誤差：測量環(huán)境、條件引起的測量誤差空氣溫度、濕度，大氣壓力，振動，電磁場干擾，氣流擾動，(4)使用誤差：理論分析與實際情況差異方法：測量方法存在錯誤或不足如：采樣頻率低、測量基準(zhǔn)錯誤讀數(shù)誤差、違規(guī)操作、3、誤差來源4、誤差分類按誤差來源：裝置誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、人員誤差按掌握程度：已知誤差、未知誤差按特性規(guī)律：系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差按變化速度：靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差(1)隨機誤差(randomerror)正態(tài)分布性質(zhì)：原因：裝置誤差、環(huán)境誤差、使用誤

6、差處理：統(tǒng)計分析、計算處理→減小對稱性有界性抵償性單峰性絕對值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多偶然誤差絕對值不會超過一定程度當(dāng)測量次數(shù)足夠多時，偶然誤差算術(shù)平均值趨于0(2)系統(tǒng)誤差(systemerror)：性質(zhì)：有規(guī)律，可再現(xiàn)，可以預(yù)測原因：原理誤差、方法誤差、環(huán)境誤差、使用誤差處理：理論分析、實驗驗證→修正(3)粗大誤差(abnormalerror)：性質(zhì)：偶然出現(xiàn)，誤差很大，異常數(shù)據(jù)，與有用數(shù)據(jù)混在一起原因：裝置誤差、使用誤差處理：判斷、剔除精度：測量結(jié)果與真值吻合程度定性概念測量精度舉例不精密（隨機誤差大）準(zhǔn)確（系統(tǒng)誤差?。┚埽S機誤差?。┎?/p>

7、準(zhǔn)確（系統(tǒng)誤差大）不精密（隨機誤差大）不準(zhǔn)確（系統(tǒng)誤差大）精密（隨機誤差?。?zhǔn)確（系統(tǒng)誤差?。?測量精度精密度：(precision)表述：概念：重復(fù)測量時，測量結(jié)果的分散性準(zhǔn)確度：表述：精確度：(正確度)測量結(jié)果與真值的接近程度，系統(tǒng)誤差的影響程度性質(zhì)：隨機誤差的標(biāo)準(zhǔn)差(standarddeviation)性質(zhì)：系統(tǒng)誤差和隨機誤差綜合影響程度平均值與真值的偏差(deviation)表述：不確定度(uncer