现代测试技术--8 误差分析ppt课件.ppt

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1、《现代测试技术》8误差分析本章主要内容测量误差系统误差的发现与剔出随机误差分析粗大误差的判定与剔除测量误差的估计误差分配与测量方案8.误差分析9.1、测量误差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

2、算出的给定值光在真空中1s时间内传播距离的1/2997924852）相对误差：测量的绝对误差与被测量的真值之比绝对误差很小表示：百分数（%）---分子分母量纲相同相对误差=100%绝对误差真值=100%xx0相对误差=100%绝对误差测得值=100%xx例：质量G1=50g，误差1=2g；质量G2=2kg，误差2=50g1=100%=100%=4%1G1G1的相对误差为2502=100%=100%=2.5%G2G2的相对误差为5020002---G2的测量效果较好确切反映测量效果：被测量的大小不同---允许的测量误差不同被测量的量值小---允许的测量绝对误

3、差也越小2、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）---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

4、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（1983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）(1)原理误差：测量原理和方法本身存在缺陷和偏差近似：如：非线性比较小时可以近似为线性假设：理论上成立、实际中不成立如：误差因素互不相关(2)装置误差：测量仪器

5、、设备、装置导致的测量误差机械：零件材料性能变化、配合间隙变化、传动比变化、蠕变、空程电路：电源波动、元件老化、漂移、电气噪声(3)环境误差：测量环境、条件引起的测量误差空气温度、湿度，大气压力，振动，电磁场干扰，气流扰动，(4)使用误差：理论分析与实际情况差异方法：测量方法存在错误或不足如：采样频率低、测量基准错误读数误差、违规操作、3、误差来源4、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、粗大误差按变化速度：静态误差、动态误差(1)随机误差(randomerror)正态分布性质：原因：装置误差、环境误差、使用误

6、差处理：统计分析、计算处理→减小对称性有界性抵偿性单峰性绝对值相等的正负误差出现的次数相等绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多偶然误差绝对值不会超过一定程度当测量次数足够多时，偶然误差算术平均值趋于0(2)系统误差(systemerror)：性质：有规律，可再现，可以预测原因：原理误差、方法误差、环境误差、使用误差处理：理论分析、实验验证→修正(3)粗大误差(abnormalerror)：性质：偶然出现，误差很大，异常数据，与有用数据混在一起原因：装置误差、使用误差处理：判断、剔除精度：测量结果与真值吻合程度定性概念测量精度举例不精密（随机误差大）准确（系统误差小）精密（随机误差小）不

7、准确（系统误差大）不精密（随机误差大）不准确（系统误差大）精密（随机误差小）准确（系统误差小）5测量精度精密度：(precision)表述：概念：重复测量时，测量结果的分散性准确度：表述：精确度：(正确度)测量结果与真值的接近程度，系统误差的影响程度性质：随机误差的标准差(standarddeviation)性质：系统误差和随机误差综合影响程度平均值与真值的偏差(deviation)表述：不确定度(uncer