光电检测原理与技术--第2章 光电检测技术基础

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1、第2章  光电检测技术基础2.1检测量的误差与数据处理光电检测技术基础2.1检测量的误差与数据处理2.2辐射度量和光度量基础2.3光电检测器件的特性参数2.1检测量的误差及数据处理一、前言二、测量过程与误差的基本概念三、随机误差四、系统误差1、研究误差的意义（1）、确定测量误差是整个测量过程不可缺少的重要环节。对于不知其测量误差的测量结果，往往是无法应用从而也是无意义的。例：机加工中，制造与某个孔相配合的轴。（2）、误差理论是保证和提高测量准确性必要的理论依据。生产中大量的测量是为了检验产品是否合格，因此要求检

2、验手段即所用的测量仪器和测量方法有一定的准确性。科学研究中要求尽量减小误差。（3）、误差理论是合理选用、设计仪器的必要理论基础。合理选用仪器要求在满足准确度的前提下，尽量使测量过程简单、经济、高效。一、前言设计仪器时，应用误差理论来分析并适当的控制这些误差因素，使仪器的测量准确度达到设计要求。（4）、合理进行不确定度的评定和表示是现代科技交流和国际贸易的迫切需要。经济全球化、国际贸易日益频繁，要求统一测量不确定度的评定和表示方法，从而可以相互比对，达成共识。对于从事各种实验和研究的科技工作者，特别是从事计量科学

3、、产品质量检定、质量管理和精密测试的人员，这都是一门必不可少、十分重要的课程。2、测量是误差与数据处理理论的前提（1）、测量是人类认识、改造物质世界的重要手段之一。（2）、现代社会中，测量对促科学技术的发展起到重要作用。库克（英）：“测量是技术生命的神经网络”。门捷列夫（俄）：“科学自测量开始，没有测量，便没有精密的科学。3、误差公理误差公理：测量结果都有误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量过程中。测量仪器、测量方法、测量人员、测量环境、测量对象等都会产生误差。例：用台式血压计测量人体血压。1、测量过程与

4、标准(1)测量：借助于专门设备，以确定被测对象的量值为目的所进行的操作。它是一个比较过程，即通过一定的实验方法将被测量与一个作为比较单位的标准量相比较的过程。测量包括测量过程和测量结果。测量过程包括执行测量所需要的一切操作。包括建立单位、选择测量工具、设计测量方法、研究分析测量结果、分析产生误差的原因及如何消除误差。例：测量一电阻的阻值。二、测量过程与误差的基本概念测量结果包括比值、测量单位和精度评定。例：测量一工件的长度为90.2mm,不确定度为0.1mm。(a)、测量的比较标准有以下三类：真值A0,指定值A

5、s,实用值A(a)真值A0：某一物理量在一定条件下（某一时刻、某一位置或状态下）所具有的客观的、不随测量方法改变的真实数（量）值。真值是一个理想的概念，一般无法得到。一般来说，真值是未知的，但绝不意味着真值一定不知道。理论真值，通过理论方法获得的真值。例如：三角形内角之和为180o；平面直角理论值为90o，理想电容或电感构成的电路，电压与电流的相位差为90o。（b）指定值（计量学约定值)：国际计量机构内部约定的真值（例如：七个国际基本单位量的确定等。长度m质量kg时间s电流A热力学温度K发光强度cd物质的量mo

6、l）和国家设立的尽可能维持不变的实物基准或标准原器所规定的值。（c）实用值：实际检测过程不可能与国家基准进行比较测量。因此采用剂量标准传递的方法将指定值、基准值传递给各级计量站。(1)、误差的来源误差的来源应从测量的共性中去寻找。在测量过程中，误差产生的原因主要可归纳为：测量装置、测量方法、测量环境、测量人员和被测量自身等几个方面的来源。2、误差的产生及分类常用的误差表示方法有绝对误差法、相对误差法和引用误差法，分贝误差。a、绝对误差(Absoluteerror)(a)、定义：被测量的测量值与其真值之差；或者为

7、用绝对大小给出的误差为该量的绝对误差。简称误差。绝对误差=测量值-真值其中为绝对误差；为测得值；为被测量的真值。(2)、误差的表示方法(b)、关于绝对误差（I）一般所说的误差就是绝对误差；（II）绝对误差具有确定的大小、计量单位和“+”、“-”号。反映测量值偏离真值的大小与方向，通常用于同一量级的同种量的测量结果的误差比较。（III）绝对误差数值大小与所取单位有关。例：某加工车间加工一批直径为50mm的轴，抽检两根轴的直径分别为49.9mm和49.8mm，两根轴的绝对误差为(c)、修正值（Correction)

8、修正值=-绝对误差=真值-测量值例：一个10g的三等标准砝码，经二等砝码计量检定得到误差为-0.002g，砝码的实际值（真值）为例：用某电压表测量电压，电压表的示值为226V，查该表的检定证书，得知该电压表在220V附近的误差为5V，则修正后的结果为:226+（-5）=221Vb、相对误差(Relativeerror)（a）、定义：绝对误差与被测量真值的比值。相对误差=绝对误差/真值因