测量误差的分析与处理.ppt

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1、测量误差的分析与处理由于测量过程中所用仪表准确度的限制、环境条件的变化、测量方法的不够完善以及测量人员生理、心理上的原因，测量结果与被测真值之间不可避免地存在差异，该差异被称为测量误差。因而只有在得到测量结果的同时，指出测量误差的范围，所得的测量结果才是有意义的。测量误差分析的目的是：根据测量误差的规律性，找出消除或减少误差的方法，科学地表达测量结果，合理地设计测量系统。引言1、测量误差的定义：测量误差=测得值-真值客观真实值（未知）1m=1650763.73实验结果---实验数据---与其理论期望值不完全相同①约定真值：世界各国公认的

2、几何量和物理量的最高基准的量值③相对真值：标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值如：米---公制长度基准---氪-86的2p10-5d5能级间跃迁在真空中的辐射波长测量所得数据与其相应的真值之差---1）绝对误差x=x–x0②理论真值：设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值光在真空中1s时间内传播距离的1/2997924852、误差的特点普遍性---所有的测量数据都存在误差---不可避免的最高基准的测量传递手段（测量仪器/测量方法）---不绝对准确①“米制”建议（18世纪末法国科学院）---“米”定义（1791年法国国会

3、）---通过巴黎的地球子午线长度的四千分之一---铂杆“档案尺”（1799年）---两端之间的距离---第一个实物基准长度：“档案尺”变形---较大误差---废弃（1872年米制国际会议）②铂铱合金的X形尺---米原器（1889年第一次国际计量大会）---中性面上两端的二条刻线在0C时的长度---（1~2）10-7（复现精度）③自然基准（1960年第十一次国际计量大会）---废弃米原器---Kr-86的2p10-5d5能级间跃迁在真空中的辐射波长的1650763.73倍。---（0.5~1）10-8（复现精度）④“米”新定义（1

4、983年第十七届国际计量大会）---光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485---1.310-10（复现精度）①减小误差的影响，提高测量精度测量精度---测量技术水平的主要标志之一精度提高受到限制---测量误差的影响作出评定②对测量结果的可靠性给出评定（精确度的估计）与检测系统的组成和各组成环节有关3、误差原因性质、状态、条件以及被测量的种类、状态③检测系统各环节所使用的材料性能和制造技术引起的误差⑤检测系统各环节动力源的变化引起的误差⑥检测系统器件特性变化引起的误差---偏离设定值⑦检测环境引起的误差⑧检测方法误差⑨检测

5、人员造成的误差①由被测对象本身引起的误差②因检测理论的假定产生的误差实际情况与假定情况不符④组成检测系统各环节的传递特性方面产生的误差人员视觉、读数误差、经验、熟练程度、精神方面原因（疲劳）环境条件（温度、湿度、气压等）差异器件的性能电流、电压、气压、液压等检测方法、采样方法、测量重复次数、取样时间方法误差2.1测量误差和不确定度2.1.1△测量误差的分类2.1.2△衡量测量结果2.1.3△不确定度2.1.1、误差分类按误差来源：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差①系统误差（Systemerror）由特定原因引起、具有一定因果关系并按

6、确定规律产生按掌握程度：已知误差、未知误差按特性规律：系统误差、随机误差、粗大误差---有规律可循装置、环境、动力源变化、人为因素再现性---偏差（Deviation）理论分析/实验验证---原因和规律---减少/消除②随机误差（Randomerror）因许多不确定性因素而随机发生偶然性（不明确、无规律）概率和统计性处理（无法消除/修正）③粗大误差（Abnormalerror）检测系统各组成环节发生异常和故障等引起异常误差---混为系统误差和偶然误差---测量结果失去意义分离---防止按变化速度：静态误差、动态误差2.1.2、检测精度-衡

7、量测量结果---检测系统的基本内容不同场合---检测精度要求不同例：服装裁剪（身长/胸围）---半厘米；发动机活塞直径---微米级精度高---系统复杂---造价高---系统误差大小的反映坐标原点---真值点的位置按误差原因：点---多次测量结果①正确度：表征测量结果接近真值的程度②精密度：反映测量结果的分散程度（针对重复测量而言）---表示随机误差的大小③准确度：表征测量结果与真值之间的一致程度---系统误差和随机误差的综合反映例：2.1.3不确定度测量的不确定度是表示用测量值代表被测量真值的不肯定程度。它是对被测量的真值以多大的可能性处

8、于以测量值为中心的某个量值范围之内的一个估计。不确定度是测量准确度的定量表示。不确定度越小，其准确度越高。在评定测量结果的不确定度时，应先行剔除坏值并对测量值尽可能地进行修正。根据误差的性质，