测量误差理论与数据处理.ppt

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1、第一章绪论第一节测量和计量第二节电子测量的特点和应用第三节本课程的任务第二章测量误差理论与数据处理概念：为确定被测对象的量值而进行的实验过程。测量计量：为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，具有统一性、准确性和法制性等三大主要特征。计量器具：按用途分为计量基准、计量标准和工作用计量器具三类。计量基准：分为国家基准、副基准和工业基准。计量标准：分标准器具和标准物质两类。计量电子测量广义说：凡是利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量。狭义说：是指在电子学中测量有关电的量值。通常包括以下几个方面的内容：1、电能量的测量，如电流、电压、电功率等。2

2、、信号的特性及所受干扰的测量，如信号的波形和失真度、频率、相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。3、元件和电路参数的测量，如电阻、电感、电容、频率响应、通带宽度、品质因数、增益等。电子测量特点1、测量频率范围极宽，低端可测直流，测交流时可低至10-4~10-5Hz，高端可至100GHz左右。2、量程很广。3、测量准确度高。4、测量速度快。5、易于实现遥测和长期不间断测量，显示方式可以做到清晰、直观。6、易于利用计算机，形成电子测量与计算技术的紧密结合。电子测量的应用广泛应用于自然科学的一切领域：大到天文观测、宇宙航天，小到物质结构、基本粒子

3、；从复杂深奥生命、细胞、遗传问题到日常的工农业生产、医学、商业各部门，都越来越多地采用电子测量和设备。电子测量技术的发展与自然科学特别是电子技术的发展互相促进、互相推动。本课程的任务了解电子测量中最基本的测量原理和测量方法；具备一定的测量误差分析和测量数据处理能力；对现代新技术在电子测量中的应用有一定的了解；对频率、电压等常用电学量的计量方法具备一定的知识。第二章测量误差理论与数据处理第一节测量误差的基本概念第二节测量误差的估计和处理第三节测量误差的合成与分配第四节测量数据处理第一节测量误差的基本概念真值：一个量在被观测时，该量本身具有的真实大小

4、称为真值。一、测量误差的定义测量误差：就是测量结果与被测量真值的差别。通常可分为绝对误差和相对误差两种。二、测量误差的分类根据测量误差的性质和特点，可将它们分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。三、测量误差对测量结果的影响绝对误差：又叫作绝对真误差，可表示为：Δx=x–x0绝对误差的大小和符号分别表示了给出值偏离真值的程度和方向。实际值：满足准确度要求，用来代替真值使用的量值。修正值C：与绝对误差大小相等、符号相反的量，即C=x0–x相对误差：又叫作相对真误差，它是绝对误差与真值的比值，通常用百分数表示。即（Δx／x0）100%分贝误差：

5、在电子学和声学中常用分贝来表示相对误差，叫分贝误差，它实质上是相对误差的另一种表示形式。例如某有源网络的电压传输函数为A0，则该传输函数可用分贝表示为A0[dB]=20lgA0dB当测量中存在误差时，测得的传输函数偏离A0[dB]一个数值[dB]，即A[dB]=A0[dB]+[dB]分贝误差[dB]与相对误差关系：由A=A0+ΔA可得A[dB]=20lg（A0+ΔA）dB=20lgA0（1+ΔA／A0）dB=20lgA0dB+20lg（1+ΔA／A0）dB=A0[dB]+20lg（1+）dB与式A[dB]=A0[dB]+[dB]比较，可

6、得分贝误差为[dB]=20lg（1+）dB同理，当A为功率传输函数时，有[dB]=10lg（1+）dB[例1]某单级放大器电压增益的真值A0为100，某次测量时测得的电压增益A=95，求测量的相对误差和分贝误差。[解]先求得增益的绝对误差为ΔA=A–A0=95–100=–5则相对误差为=ΔA／A0=–5／100=–5%分贝误差为[dB]=20lg（1+）dB=20lg（1–0.05）dB=–0.446dB引用相对误差：又叫满度相对误差，即nΔx／xm常用电工仪表分为±0.1、±0.2、±0.5、±1.0、±1.5、±2.5、±5

7、.0七级，分别表示它们的引用相对误差所不超过的百分比。判断：检定一个1.5级100mA的电流表，发现在50mA处的误差最大，为1.4mA，其它刻度处的误差均小于1.4mA，问这块电流表是否合格？实际测量时如何选取量程？设某仪表的等级是s级，其满刻度值为xm，被测量的真值为x0，则测量的绝对误差Δxxm.s%可见，仪表等级选定后，测量中绝对误差的最大值与满刻度值成正比。测量的相对误差为（xm.s%）／x0可见,仪表等级选定后，x0越接近xm，测量中相对误差的最大值越小，测量越准确。因此，实际测量时，在一般情况下应使被测量的数值尽可能在仪表满刻

8、度的2／3以上。系统误差系统误差的定义：在相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定，或在条件改变时按某种确定规律而变化的误