热工测试基础知识2

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1、热工测试技术7/22/2021一)、测量误差的概念从显示环节上得到的被测量的数值披称为测定值y。任何测定值y都不可能是真正的被测量值x，都只是一种对被测量的数值近似。换句话说，测量过程中测量误差是不可避免的。1、这首先是因为测量过程中有无数随机因素的存在，使得即使在同一条件下对同一对象进行重复多次地测量也不会得到完全相同的测量定值。2、被测量x总是要对传感元件施加能量才能使测量系统给出测定值y，这就意味着测定值y并不能完全准确地反映被测参数的真值。因此，无论所采用的测量方法多么完善，仪表多么精确，操作者多么细心与认真，测量误差仍会必然存在。在科

2、学研究中，只有当测量结果的误差已经知道或者能够指出误差的可能范围，此时科学实验所提供的数据才有意义。第二节测试系统的基本特性一、测试系统的测量精度与误差7/22/2021如果用y表示测量值（输出量），x（输入量）表示被测对象的真值，则δ＝y-xγ=(y-x)/x×100%式中：δ-—测量绝对误差(简称测量误差)；γ—--测量相对误差。二）、测量误差的分类测量误差一般可将误差分为三类，即随机误差、粗大误差与系统误差，1、随机误差在相同条件下对同一被测量进行多次测量时，由于受到大量且微小的随机因素的影响而产生大小、符号没有一定规律并无法估计的测量误

3、差，这一类误差称为随机误差。随机误差产生于一系列随机因素的影响，而随机因素又是无法加以严格控制的，因此在任何一次测量中，随机误差的存在是不可避免的，而且即使在同一条件下重复进行的多次测量中，随机误差也或大或小，或正或负，各有其特点且不相同。也就是说，就个体来讲随机误差是无规律的，是无法通过实验的方法来消除。但是，只要在等精度条件下进行测量，而且测量次数足够多，则从整体的角度看，随机误差遵从一定的统计规律，利用概率统计的方法，可以从理论上来估计随机误差对测量结果的影响。7/22/20212、粗大误差由于观测者的粗心大意所造成的误差，称为粗大误差。

4、因为粗大误差产生的数值往往大大超出在同样测量条件下所得到的其他数值．是对测量结果的严重歪曲，因此粗大误差一旦发现．这类数据一定要予以剔除，否则测量结果是不可倚赖的，也是毫无价值的。3、系统误差在相同测量条件下对同一被测量进行多次测量时，误差的大小和符号或者保持恒定或者按一定规律变化，这类测量误差称为系统误差。1）恒值系统误差：当误差的大小和符号保持恒定时，又称为恒值系统误差。2）变值系统误差：当误差的大小和符号按一定规律变化时，又称为变值系统误差。在变值系统误差中，按其误差变化规律又可分为：累进系统误差；周期性系统误差；按复杂规律变化的系统误差

5、。举例来说，测量仪表指针零点偏移会产生恒值系统误差，电子电位差计滑线电阻的磨损将导致累进系统误差，而测量现场的电磁场干扰会引入周期性的系统误差7/22/2021系统误差就个体而言是具有规律性的，产生的原因往往是可知的或者是可以掌握的。因此系统误差在技术上完全可以通过实验的方法于以消除或通过引入修正值的方法加以更正。必须指出，系统误差与随机误差既有区别又有联系，二者之间并无绝对的界限，在一定的条件下可以互相转化。也就是说，对某一具体的测量误差，在某一条件下为系统误差，而在另一条件下又可为随机误差，反之亦然。过去认为随机误差的，随着对误差的认识水平

6、的提高，有可能被分离出来作为系统误差来处理；而有一些变化规律复杂、难以消除，同时又没有必要花费大量的代价去消除的系统误差．往往也可以当作随机误差来处理。三）、测量精度概念任何一类误差的存在都是对测量结果的歪曲．因此凡是有意义的测量都必须设法减少误差。在测量技术中，常用精密度、准确度与精确度来表示测量结果y与被测真值x的逼近程度。1、精密度对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度，称为测量的精密度。精密度反映随机误差的影响大小，随机误差愈小，精密度愈高。7/22/20212、准确度对同一被测量进行多次测量，测量值y偏离被测量真值x的程度，称

7、为测量的准确度。准确度反映系统误差的影响大小，系统误差愈小、准确度愈高。3、精密度与准确度的综合指标称为精确度(简称精度)。一般来说，精密度高的测量其准确度未必高；反之，准确度高的测量其精密度也来必高。但是，精确度高的测量其精密度与准确度都高。这三种定义的关系可参见下图．图中X为被测量真值．又为多次测量所得测定值的平均值，小黑点则代表每次测量的值在坐标上的位置。测量精密度高测量准确度高测量精确度高7/22/2021从图(a)可见：测定值密集于平均值附近，说明随机误差小、测量精密度高；但是，测定值的平均值偏离被测量的真值较大，表明系统误差大、测量

8、的准确度低。在图(b)中：测定值分布离散性大，说明随机误差大、测量精密度低；但是，测定值的平均值较接近被测量的真值，表明系统误差小、测量的准确度高。在