测量误差及数据处理方法--14

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1、第14章检测技术基础利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。检测技术就是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。检测（Detection）定义：14.1例：曹冲称象方法：比较法；装置：船、石头、小秤；测量，从而得到：传感器技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延

2、伸，当集成电路、计算机技术飞速发展时，人们才逐步认识信息摄取装置——传感器没有跟上信息技术的发展而惊呼“大脑发达、五官不灵”。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口。在一切科学实验和生产过程中，特别是在自动检测和自动控制系统中获取的信息，都要通过传感器转换为易于传输与处理的电信号。14.2测量的定义测量：将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而确定被测量相对于标准量的倍数的过程。（1-1）式中，x为被测量；A为测量值；x0为标准量。测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测量值为目的的一系列操作。14.2测量方法的分类测量方法：指实现被测量与标准量比

3、较得出比值的方法。按测量过程的特点直接测量法间接测量法组合测量法按测量仪表的特点接触测量法非接触测量法按测量对象的特点静态测量动态测量按测量方式分类有偏差式、零位式和微差式按测量系统是否向被测对象施加能量作用可分为主动式和被动式24八月20211.直接测量法电子卡尺24八月20212.间接测量法用直接测量法测得与被测量有确定函数关系的一些物理量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。24八月20211.接触测量法24八月20212.非接触测量法例：雷达测速车载电子警察24八月20211.静态测量法24八月20212021/8/2413温度计对缓慢变化的对象进行测量亦属于静

4、态测量。24八月20212.动态测量法地震测量振动波形24八月2021示波器一、14.3测量系统1测量误差的基本概念从长度测量的实践中可知，当测量某一量值时，用一台仪器按同一测量方法由同一测量者进行若干次测量，所获得的结果是不同的。若用不同的仪器、不同的测量方法、由不同的测量者来测量同一量值，则这种差别将会更加明显，这是由于一系列不可控制的和不可避免的主观因素或客观因素造成的。所以，对于任何一次14.4测量数据处理方法测量，无论测量者多么仔细，所使用的仪器多么精密，采用的测量方法多么可靠，在测得结果中，都不可避免地会有一定的误差。也就是说，所得到的测量结果，仅仅是被测量的近似值。

5、被测量的实际测得值与被测量的真值之间的差异，叫做测量误差。即δ=x－x0式中：δ——测量误差；x——被测量的实际测得值；x0——被测量的真值。测量误差分为绝对误差和相对误差。其中，上式所表示的测量误差叫做测量的绝对误差，用来判定相同被测几何量的测量精确度。由于X可能大于、等于或小于q，因此，δ可能是正值、零或负值。这样，上式可写为x0=x±δ上式说明：测量误差δ的大小决定了测量的精确度，δ越大，则精确度越低；δ越小，则精确度越高。另外，对于不同大小的同类几何量，要比较测量精确度的高低，一般采用相对误差的概念进行比较。相对误差是指绝对误差δ和被测量的真值x0的比值。常用被测量的实际

6、测得值代替真值,即式中：f——相对误差。由上式可以看出，相对误差f是一个没有单位的数值，一般用百分数（%）来表示。例如：有两个被测量的实际测得值X1=100,X2=10，,则其相对误差为由上例可以看出两个不同大小的被测量，虽然具有相同大小的绝对误差，其相对误差是不同的，显然，＜，表示前者的精确度比后者高。2、误差来源§14测量与误差概念（1）仪器误差（2）环境误差（4）人员误差（3）测量方法误差(1)测量器具误差测量器具误差是指由于计量器具本身存在的误差而引起的测量误差。具体地说，是由于计量器具本身的设计、制造以及装配、调整不准确而引起的误差，一般表现在计量器具的示值误差和重复精

7、度上。(2)环境误差环境误差是指由于环境因素与要求的标准状态不一致所引起的测量误差。影响测量结果的环境因素有温度、湿度、振动和灰尘等。其中温度影响最大，这是由于各种材料几乎对温度都非常敏感，都具有热胀冷缩的现象。因此，在长度计量中规定标准温度为20℃。(3)测量方法误差测量方法误差是指选择的测量方法和定位方法不完善所引起的误差。例如：测量方法选择不当、工件安装不合理、计算公式不精确、采用近似的测量方法或间接测量法等造成的误差。(4)人员读数误差指测量人员因生理差异和技术不熟练引