测量误差与测量不确定度测量基础知识ppt课件.ppt

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1、测量误差与测量不确定度测量误差与测量不确定度测量误差一、测量误差的定义及表示方法二、测量误差的来源三、测量误差的类型四、测量误差的合成五、修正值和偏差测量不确定度一、测量不确定度的定义二、测量不确定度的来源三、测量不确定度的分类四、测量不确定度的评定五、测量不确定度的报告测量误差与测量不确定度的区别一、测量误差的定义及表示方法测量误差——测量结果与被测量真值之差。测量误差的必然性和可控性测量误差的表示方法1、测量误差（绝对误差）2、相对误差3、引用误差测量误差（绝对误差）测量误差=测量结果-真值测量误差也称绝

2、对误差，简称误差相对误差相对误差＝绝对误差/真值一般用百分数表示无量纲形式引用误差引用误差=绝对误差/特定值测量仪器的误差除以该仪器的特定值称为引用误差（满量程误差、满度误差），并在误差数字后表以FullScale的缩写符号F·S或FS（这是一种常见的符号），如0.4%F·S。为了便于计算和准确度等级的划分，人们希望用一个不变的值来区分准确度等级，引用误差恰恰符合这一规律，因为分母是个定值。准确度等级就是根据仪表的最大引用误差来划分的。1级仪表的含义是该表的最大示值误差为（1％×仪表全量程值）。可见：引用误差

3、实际上是一种实用而方便的相对误差。仪表的最大允许误差等于引用误差与全量程的乘积。二、测量误差的来源器具误差环境误差人员误差方法误差三、测量误差的类型随机误差系统误差粗大误差（按误差的特点与性质）随机误差定义的变化1993年前，随机误差被定义为“在同一量的多次测量过程中，以不可预知方式变化的测量误差分量。”其大小用多次重复测量结果的实验标准差表示，因此当时随机误差是用一个“区间”来表示的。1993年国际上对“随机误差”一词的定义作了原则性修改，随机误差表示测量结果与无限多次测量所得结果的平均值（即总体均值或期望

4、值）之差，因此随机误差已不再表示区间，而是表示“差值”，并且测量结果是真值、系统误差和随机误差三者的代数和。随机误差测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。随机误差＝测量结果－总体均值对称性、有界性、单峰性系统误差在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。系统误差=总体均值－真值随机误差残差系统误差测得值y真值k测得值总体均值样本均值测得值概率分布曲线ktyi图3-1测量误差示意图误差总体概率分布的期望有限次数测量平均值(

5、总体均值的一个无偏估计)单次测量值误差＝测量结果－真值＝测量结果－总体均值＋总体均值－真值＝随机误差＋系统误差四、测量误差的合成代数和五、修正值和偏差修正值——用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值。真值＝测量结果+修正值=测量结果－误差偏差——测得值（真值）减去其参考值（标称值）偏差＝真值－标称值修正值用以补偿系统误差的值，偏差与修正值相等，与误差等值而反向。一、测量不确定度的定义测量不确定度（u）——表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。（一）测量和测量不确定度的含义1、

6、测量告诉我们量值有多大。2、测量不确定度表明了测量结果的质量，是对测量结果存有怀疑的程度。（二）测量不确定度需要用两个数来表示：1、测量不确定度的大小，即置信区间的半宽；2、对其相信的程度，即置信概率（或称置信水准、置信水平、包含概率），表明测量结果落在该区间有多大把握。二、测量不确定度的来源1.被测量的定义不完善2.实现被测量的定义的方法不理想3.取样的代表性不够4.对测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善5.对模拟仪器的读数存在人为偏移6.测量仪器的分辩力或鉴别力不够7.赋予计量标

7、准的值或标准物质的值不准8.引用于数据计划的常量和其它参量不准9.测量方法和测量程序的近似性和假定性10.在相同条件下，被测量在重复观测中的变化测量结果的不确定度的理解测量不确定度（uncertaintyofmeasurement）：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。注：1.此参数可以是诸如标准偏差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。2.测量不确定度由多个分量组成。其中的一些分量可用测量列结果的统计分布估算，并用实验标准偏差表征。另一些分量可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算

8、，也可用标准偏差表征。3.测量结果应理解为被测量之值的最佳估计，而所有的不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由系统效应引起的（如与修正值和参考测量标准有关的）分量。4.不确定度恒为正值。当由方差得出时，取其正平方根。三、测量不确定度的分类A类测量不确定度用对观测列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度B类测量不确定度用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度四、测量不确定度的评定1、确