仪器设计的精度理论

《仪器设计的精度理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章仪器设计的精度理论3.1仪器精度理论中的基本概论综述3.2原理误差3.3仪器机构误差分析及常见误差计算方法3.4仪器精度设计与误差分配3.5总体精度分析的目的和方法3.6仪器精度和测量精度影响仪器精度的各项误差来源及特性研究误差的评定和估计方法掌握误差的传递、转化和相互作用的规律误差合成与分配原则仪器精度理论主要研究仪器精度理论中的基本概念误差定义当对某物理量进行测量，所测得的数值与标称值（或真值）之间的差称为误差。即：真误差值＝测量值－标称值用符号表示为误差客观存在性不确定性未知性误差特性真值理论真值(即名义值)：是设计时给定的或是

2、用数学、物理公式计算的给定值。如零件的名义尺寸等。约定真值：世界各国公认的一些几何量和物理量的最高基准的量值。如作为公制长度的基准米，在1983年第十七届国际计量大会通过了“米”的定义：“1m是光在真空中于1s／299792458的时间间隔内所经过路程的长度。”相对真值：如标准仪器的误差比一般仪器的误差小一个数量级，则标准仪器的测定值可视为真值，称作相对真值。误差残余误差残余误差定义为li—测量值；l—多次测定值的算术平均值。误差误差的分类按误差的性质，可将误差分为：系统误差、随机误差和粗大误差三大类。系统误差误差的大小和方向在测量过程中恒

3、定不变，或按一定的规律变化的误差。系统误差是可用理论计算或实验方法求得，可预测它的出现，并可进行调节和修正。系统误差的大小，决定仪器的正确度。系统误差又可分为已定系统误差和未定系统误差。已定系统误差是指误差的大小和符号都是确定的误差，或具有确定规律的误差。前者可用调整仪器的方法来消除或在测量结果中进行修正的；后者可按一定的规律或数学模型进行修正。未定系统误差具有系统误差性质的，但其大小或方向因其变化规律比较复杂，或因实验条件所限，很难掌握的误差。因此只用它的误差限e来表示。需要注意的是：这种误差不可能在测量结果中进行修正。因此，在该误差合成

4、中，通常按处理随机误差的方法进行计算。误差（也称偶然误差）是指误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差，但就其总体来说，服从统计规律。产生随机误差的原因主要是由一些独立因素的微量变化的综合影响造成的。随机误差的大小，决定仪器示值的分散性，即精密度。误差随机误差按其误差的分布规律，又分为：正态分布和非正态分布两种。正态分布随机误差每次出现的情况虽无规律，但在相同测量或工艺条件下，其误差值是按统计规律变化的。并且，在大多数情形下，是服从正态分布的。随机误差非正态分布大部分随机误差是服从正态分布的，但是大量的实践证明，也有一部分随机误差的分布

5、会偏离正态性，也就是产生了非正态分布的随机误差，故在误差理论中，除了要讨论正态分布的误差外，还要研究非正态分布的随机误差。误差粗大误差是超出在规定条件下预期的误差，此误差值较大，明显歪曲测量结果。一般是由于疏忽或错误，在测得值中出现的误差，在测量过程中，一旦出现这类误差，应予以剔除。精度含义精度精度分为：准确度：它是系统误差大小的反映；精密度：它是随机误差大小的反映；精确度：它是系统误差和随机误差两者综合的反映。精度与误差概念相反；精度高、低用误差来衡量。误差大，精度低；误差小，精度高。精度的其他含义重复精度是指在同一测量方法和测试条件

6、（仪器、设备、测试者、环境条件）下，在一个不太长的时间间隔内，连续多次量测同一物理参数，所得到的数据分散程度。重复精度反映一台设备固有误差的精密度。复现精度又称再现精度。它是用不同的测量方法，不同的测试者，不同的测量仪器，在不同的实验室内，在较长的时间间隔对同一物理参数作多次测量，所得数据相一致的接近程度。精度复现精度＜重复精度：原因是测定复现精度时所包含的随机变化因素多于测定重复精度。灵敏度与分辨率灵敏度输出值与输入值的变化量之比。即：灵敏度＝输出值的增量输入值的增量精度分辨率仪器设备的一个重要技术指标，是仪器设备能感受、识别或探测的输入

7、量的最小值。分辨率和精密度、精确度之间的关系如下：提高仪器精密度，须相应提高其分辨率；提高仪器分辨率，能够提高仪器精确度(不完全相关)；分辨率一般为仪器精度的1/3~1/5。！高精度仪器—低分辨率，达不到；低精度仪器—高分辨率，不合理。原理误差原理误差：在设计过程中，由于仪器的某些环节采用近似的原理来代替理论上应有的正确装置而产生的误差，或称为理论误差。其误差表达式为——实际上采用的传动方程式；——理想的传动方程式。造成仪器示值误差的根源：原理误差和原始误差。原理误差：多为系统误差，可提出其表现规律，采取减小误差的措施来提高仪器精度

8、。原始误差：多为偶然误差（随机误差），是由于制造、安装、运行等使得仪器偏离理想位置而产生的误差。测角望远镜或准直仪是以分划板上的刻度z来反映角度的，即：实际上为了