检测技术及仪表课件.ppt

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1、检测技术及仪表浙江工业大学信息工程学院梅一珉2014.9第二章测量误差及其分析2.1测量误差基本概念2.2测量误差的分类2.3系统误差的分析及处理2.4随机误差的估计与分析2.5粗大误差的估计和数据处理2.6有效数字的处理2.1测量误差基本概念2.1.1标准及有关术语1.真值一个物理量的真值是指它在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。真值客观存在，但不可测量，是一个理想的概念。绝对的真值如同真理一样，人类只能通过科学技术的不断进步而无限地逼近它。2.约定真值（计量标准）根据各种物理参量单位的定义，国家设立各种尽可能维持不变的实物单位基准．并以法令的形式指定其所体现的量值作为

2、国家基准，称之为约定真值。例如，保存在国家计量局的铂铱合金圆柱体千克原器被指定为lkg质量的约定真值。一般会用约定真值代替真值。国家通过一系列由各级实物计量标准构成的量值传递网，把国家基准所体现的计量单位由高一准确度等级的计量标准向下通过逐级比较传递到日常工作仪器或量具上。为了保证国际上的量值统一，国际计量机构经常将准确度等级相同的各国国家基准进行相互比对，以达到量值相对统一的目的。由于国家基准通常不允许搬动，比对工作一般是通过参加国提供的传递标准进行的。单位和单位制根据定义而令系数为1的量称为单位。单位是表征测量结果的重要组成部分，又是对两个同类量值进行比较的基础。英呎——

3、feet1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。1984年2月国务院颁布了《中华人民共和国法定计量单位》，决定我国法定计量单位以国际单位制为基础。SI有7个基本单位国际单位制（SI）的组成国际单位制基本单位国际单位制是由国际单位制单位、国际单位制词头和国际单位制的十进倍数单位三部分组成。国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。例：5.4×10-9s=5.4ns3.实际值在由各级实物计量标准构成的量值传递网中，当更高一级测量器具的误差为本级测量器具误差的1/3到1/10时，即可认为更高一级测量器具的测得值（示值）为相对真值。通常称之为实际值。4.标称值计量

4、或测量器具上标定的量值称为标称值。例如，标准砝码上标注的1g，标准电阻上标注的1Ω。由于制造工艺不完备或者环境等因素的影响，标称值并不一定等于它的实际值。为此，在给出计量或测量器具的标称值时，通常还要标出它的误差范围或准确度等级。例如某电阻标称值为1000Ω，误差范围为±1%，即该电阻的实陈值在990Ω到1010Ω之间。5.示值示值也称测得值、测量值或读数。它是指由测量器具给出的被测量的量，由数值和单位两部分组成。6.测量误差由测量器具测得的结果与被测量真值之间的差异称为测量误差。实际测量中，主、客观诸多因素都将影响测量结果。例如，测量系统不可能做到绝对精确，测量方法有些可能

5、还不尽完善，测量人员的操作可能不熟练或在测量中存在疏忽；此外，还有环境影响，外界干扰等。这些因素都会导致测量误差。测量误差不可能完全消除，只能根据需要和可能将其限制在一定范围内。7.等精度测量和非等精度测量短时期内，在对同一被测量进行多次测量的过程中，保持影响测量精度的所有主、客观测量因素或条件不变，这样的测量称作等精度测量。所谓短时期，可理解为能保证测量精度要求的时间间隔。在同一被测量的多次重复测量中，如果影响测量精度的所有主、客观条件全部或者部分发生了改变，则这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。2.1.2测量误差的表示方法一.绝对误差由测量系统给出的被测量的测得值x

6、与其真值Ao之间的差值称为该测得值的绝对误差，即(2-1-1)式中：为绝对误差；x为由测量系统给出的被测量的测得值；为真值。真值实际无法得到。一般用实际值代替真值。因而，绝对误差更具实际意义的定义为：(2-1-2)绝对误差是一个有单位的量。它体现了被测量的测得值与实际值之间的偏离程度和偏离方向。其中，绝对误差的量值反映了测得值与实际值之间的偏离程度。绝对误差的符号表示测得值与实际值的大小关系，若测得值较实际值大，则绝对误差为正值，反之为负值。与绝对误差的绝对值相等而符号相反的值称为修正值，一般可用符号c表示(2-1-3)测量系统的修正值由计量部门通过检定给出。其形式可以是表格

7、、曲线或函数表达式等。测量系统只有在检定有效期内，才能利用修正值对该测量系统的示值进行修正，从而得到被测量的实际值为(2-1-4)测量系统定期送计量部门检定的目的之一是获得准确的修正值，并由此按式(2-1-4)对该系统的测得值进行修正。绝对误差并不能完全表示测量的质量，其大小不能作为比较测量结果准确度高低的依据。在绝对误差相等的情况下，测量值越小，测量的准确程度越低，测量值越大测量的准确程度越高。为了能确切地反映测量的准确程度，一般情况下采用相对误差的概念。二.相对误差相对误差又叫相对真误差，它是绝对误