《测量误差及指标》PPT课件

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1、《自动检测技术及仪表》2009年2月湖北工业大学电气与电子工程学院自动化系杨桦（三）第三章：测量误差及仪表的性能指标3-2：仪表的性能指标一、仪表的技术指标二、指标概念及定义三、仪表的三项性能指标3-3：讨论、思考题、作业：目录3-1：测量误差的种类及判断方法一、测量误差的基本概念二、测量误差的种类：三、测量误差的来源四、确定测量误差的方法五、数据处理的一般方法主要内容：误差基本分类及判断方法仪表性能指标及确定方法第三章：测量误差及仪表的性能指标3-1：测量误差的种类及判断方法当我们要对某些物理量或参数进行检测或测量时，首先要借助于一定的检测手段以获取所需的测量数据，在对测得的数

2、据进行误差分析或精度分析之后，才可以进行数据的处理，以给人们提供准确、可靠、稳定的测量值。只有掌握了可靠性高、准确性好的数据后，我们才能作出相应的科学的经济的判断与决策。所以对测量数据进行误差分析与选择测量方法是同样重要的。第三章：测量误差及仪表的性能指标工业测量----一般是一次性读数。而这一次的测量结果也可得到最佳测量值，按仪表的精度等级可以得到测量值的最大允许误差，然后可评定出扩展的不确定度。实验室测量----一般用于科学研究、仪器校准和计量认证等精密测量工作。对于测量量值一般在重复性或复现性条件下需多次读数，得到一组测量值，去除数据中的系统误差和疏忽误差后，可得到最佳测量

3、值并评定它的不确定度，最佳测量值必须是已修正的结果。测量过程一、测量误差的基本概念1、测量过程-----利用一个已知的单位量（即标准量）与被测的同类量进行比较的过程。检测过程参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。被测变量传感器参数检测的基本过程被测对象变送器显示装置传感器----又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转换变成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输出信号，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如0～10mA、4

4、～20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号，这种检测仪表称为变送器。有些时候，传感器可以不经过变送环节，直接通过显示装置把被测量显示出来。量值量值----由一个数乘计量单位所表示的特定量的大小。量值既可以是一个准确的值，也可以是一个近似的值。量值=协议的物理常数（K）×一般的测量值（X）测量即是比较，比较后得出的实验结果、实验数据---与其理论期望值（真实值）往往是不完全相同。这样就会出现一个差值，即：测量误差测量结果真值X0：与给定的特定量定义一致的值，被测量的客观真实值。真值的本性是不确定的，它是客观存在的，但是是得不到的。协议的物理常数（K）可以认为是真值

5、。真值真值X0有理论真值和相对真值，也有称约定真值。理论真值：理论上存在、计算推导出来的给定值。如：三角形内角和180°相对真值：利用高一等级精度的仪器或装置的测量结果作为近似真值。约定真值：对于给定用途具有适当不确定度的、赋予特定量的值，有时该值是约定采用的：用适当精度的仪表（高一等级的标准表）测出的示值或用特定方法确定的代替真实值的大家共同约定的数值。高一等级精度的仪表通常用来检定使用仪表，即我们称作为标准表。且要求标准表的测量标准差≤⅓测量系统标准差。即：Δ标准表max≤⅓Δ使用表max约定真值通常使用国家标准计量机构标定过的标准仪表进行测量的测量值即认为是约定真值。约定真

6、值将会随着科技水平的发展而更加接近被测参数的真实值。世界各国公认的几何量和物理量是最高基准的量值。例如：米---公制长度基准光在真空中1s时间内传播距离的1/2997924851m=1650763.73---氪-86的2p10-5d5能级间跃迁在真空中的辐射波长约定真值2、测量误差-----在测量过程中测量结果与被测量的真值（真实值）之间会有一定的差值。即：测量误差Δ=测量结果X–真值X0误差只与测量结果有关，而与测量程序，包括测量原理、仪器、条件等无关。对于同一被测量，不论采用何种测量程序，只要测量结果相同，其误差是一样的。由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差

7、就是指检测仪表（精度较低）和标准表（精度较高）在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。即：测量误差----它反映了测量结果的可靠准确程度。测量准确度----测量结果与被测量真值之间的一致程度测量误差测量准确度二、测量误差的种类：1、误差分类通常归纳为：定性误差、定量误差二大类定性误差：是按误差产生的原因和性质来分类的----用来分析和研究测量仪表及系统是否准确可靠的常用指标。定量误差：是按误差值的大小和性质来分类的----用来计算误差值的大小，以便及时修正而给出正确