电子测量chp2(2013).ppt

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1、电子测量哈尔滨工程大学水声工程学院第二章测量误差理论与数据处理重点2.1:测量误差的基本概念2.2:随机误差分析2.3:系统误差的判断和消除方法2.4:粗大误差的判断2.5:误差的合成与分配2.6:测量数据的处理思考题1重点测量误差的表示方法绝对误差、相对误差和分贝误差的计算测量误差的分类随机误差的特点系统误差的判断及消除方法粗大误差及判断准则电子测量哈尔滨工程大学水声工程学院2测量误差的来源仪器误差：仪器设计、制造不完善，仪器老化、磨损影响误差：各种环境因素（如温度、湿度、振动等）与测量要求的条件不一致理论误差和方法误差：测量原理、测量方

2、法不合理人为误差：测量中数据读取错误，仪器操作不当测量对象变化误差：测量过程中，由于测量对象变化使得测量值不准确研究误差理论的目的：根据误差的规律尽可能减小误差，确切评价误差大小，以便更好应用测量数据。2.1测量误差的基本概念2.1.1测量误差的定义与表示方法电子测量3真值：被测量本身所具有的真实量值称为它的真值。测量误差：测量结果与被测量真值的差别。测量误差有两种表示方法绝对误差相对误差绝对误差定义：由测量所得到的被测量值x与其真值A0之差，称为绝对误差，即测量误差=测得值-真值x=x–A0式中，x为绝对误差。x既有大小，又有符号和

3、量纲。4实际应用中常用实际值A（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得之值）来代替真值，即绝对误差：x=x–A修正值c：与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值，即c=-x=A–x(2)相对误差一个量的准确程度，既与绝对误差大小，又与该量本身大小有关。因此描述测量的准确程度时，要使用相对误差的概念。式中，x为绝对误差。因此x既有大小，又有符号和量纲。5绝对误差与相对误差举例例1：虽然两者绝对误差相等，但前者的准确程度明显高于后者，所以一般采用相对误差表示测量的准确程度。6绝对误差与相对误差举例例2：f1=1000Hz

4、f1=1Hz(f1/f1)×100%=(1/1000)×100%=0.1%f2=100000Hzf2=10Hz(f2/f2)×100%=(10/100000)×100%=0.01%虽然前者绝对误差小，但后者的准确程度明显高于前者。7绝对误差与相对误差图示举例8相对误差定义：绝对误差与约定值之比值，常用百分数来表示，也可以用分贝数来表示。依约定值不同，相对误差可表示为实际相对误差示值相对误差满度相对误差实际相对误差A：示值相对误差x：满度相对误差m：x:绝对误差A:实际值X:示值Xm:满量程值xm:该量程最大绝对误差9满度误

5、差实际上给出了仪表各量程内绝对误差的最大值。电工仪表就是按满度误差值进行分级的。我国电工仪表共分七级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。如果仪表为S级，则说明该仪表的最大满度相对误差不超过S%。10测量点的最大示值相对误差在使用这类仪表测量时，所产生的最大示值相对误差，除了和仪表的准确度等级S有关外，还与满度值xm和测量示值x的比值有关。比值越大，测量的误差越大。所以，在仪表的准确度给定时，选择量程越接近测量示值，则准确度越高。一般应该使示值不小于满度值2/3以上的区域。11某待测电压约为100V，现有1.0级量程为2

6、00V和1.5级量程为150V的两个电压表，问用哪一块电压表测量较好？用1.5级量程为150V的电压表测100V时，因为,2%<2.25%所以选用1.0级量程为200V的电压表更好。测点最大相对误差测点最大相对误差[例3]分析：测量效果好,主要看哪块表的示值相对误差小解：用1.0级量程为200V的电压表测100V时，12检定量程为200A的1.5级电流表，发现该电流表在60A刻度处的误差最大，为2A，问这块电流表是否合格？因为,1%<1.5%所以这块电流表是合格的。[例4]解：已知该电流表的满度相对误差为13④分贝误差dB分贝误差：

7、测量值和实际值均用对数（分贝数）表示，计算两者之差得到分贝误差。当实际值A为电压传输函数时，分贝误差表示为当实际值A为功率传输函数时，分贝误差表示为分贝误差dB是一个仅与相对误差有关的量。注意:这里的A既有大小，又有符号。14某电压放大电路，其增益的实际值为100，某次测量值为98，求测量的绝对误差、实际相对误差和分贝误差。[例5]解：已知绝对误差相对误差分贝误差或152.1.2测量误差的分类随机误差定义：根据测量误差的性质测量误差一般可分为三类随机误差系统误差粗大误差第i次测量的随机误差表示为：在相同测量条件下，多次测量同一量值时，

8、测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差。误差值是随机变化的，不确定的。16随机误差具有有界性（其值不会超过一定的界限）随机误差具有对称性（绝对值相等的正