电子测量原理之误差理论与数据处理.ppt

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1、测量误差的基本概念随机误差的统计特性及处理系统误差的判断及处理误差的合成与分配测量数据处理第1章误差理论与数据处理1.1测量误差的基本概念1.1.1测量误差的定义测量的目的:获得被测量的真值。真值:在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。测量误差:所有测量结果都带有误差。1.1.2测量误差产生的原因（1）仪器误差：由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。（2）影响误差：由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。（3）理论误差和方法误差

2、：由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。（4）人身误差：由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。（5）测量对象变化误差：测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确，如引起动态误差等。1.1.3测量误差的分类1.按误差表示方法分绝对误差相对误差2.按误差性质分系统误差随机误差粗大误差1.1.3测量误差的分类（续）1.按误差来源分仪器误差使用误差人身误差方法误差理论误差影响误差1.1.4测量误差的表示方法测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。1.绝对误

3、差（1）定义：由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差有大小，又有符号和量纲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。绝对误差：1.1.4测量误差的示方法（续）（2）修正值与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出，修正值可以是数值表格、曲线或函数表达式等形式。被测量的实际值1.1.4测量误差的示方法（续）2.相对误差一个量的准确程度，不仅与它的绝对误差的大小，而且与这个量本身的大小有关。例：测量足球场的长度和成都市到绵阳市的距离，若绝对误差都为1米，测量的准确程度

4、是否相同？相对误差、引用误差、分贝误差相对误差：亦被称为相对真误差，它指绝对误差与被测真值的比。通常用百分数表示：相对误差是两个有相同量纲的量的比值，只有大小和符号，没有单位。1.1.4测量误差的示方法（续）引用误差：满度相对误差（引用相对误差）用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差与该量程值（上限值－下限值）之比来表示的相对误差，称为满度相对误差（或称引用相对误差）仪表各量程内绝对误差的最大值1.1.4测量误差的示方法（续）分贝误差——相对误差的对数表示分贝误差是用对数形式（分贝数）表示的一种相对误差，单位为分贝（dB）。电压增益的测得值为误差为用对数表示为增

5、益测得值的分贝值分贝误差1.1.5系统误差与随机误差1系统误差定义：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，或在条件改变时按一定规律变化的误差叫系统误差。系统误差简称“系差”，用ε来表示。产生原因：测量仪器设备在设计和制作上有缺陷、测量时环境条件与仪器要求不一致、测量方法不完善、测量设备的安装、放置和使用不当、测量人员的不良习惯及生理上的限制。1.1.5系统误差与随机误差（续）特点：恒差系：就是当测量条件一经确定，系统误差就是一个客观上恒定的值，多次测量取平均值并不能改变其大小。变系差：就是在测量条件改变时，一般来说系统误差是变化的，其规律有累进性的

6、，也有周期性的，还有复杂规律变化的。1.1.5系统误差与随机误差（续）2.随机误差定义：在相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号均以不可预定方式变化的误差。随机误差简称“随差”，一般是绝对误差形式。产生原因：主要是那些对测量影响微小而又互不相关的多种因素共同造成的，也就是随机因素的影响。特点是:在多次测量中，随机误差的绝对值不会超过一定的界限，即有界性；绝对值相等的正负误差出现的机会相同，即对称性；随机误差的算术平均值随着测量次数的无限增加而趋于零，也就是说多次测量中随机误差有相互抵消的特性，即抵偿性。1.1.5系统误差与随机误差（续）3粗大误差定义：在一定测

7、量条件下，测量示值明显偏离被测实际值所形成的误差。粗大误差又叫疏失误差。产生原因：有测量条件突然变化的客观原因，如测量过程中供电电源的瞬时跳变；也有测量人员疏忽的原因，如测错、读错、记错等。1.1.5系统误差与随机误差（续）4误差对测量结果的影响及测量结果评价测量误差的系统误差、随机误差和粗大误差同时存在时，对测量结果的影响可用图1-1来表示。图1-1三种误差同时存在的情况1.1.5系统误差与随机误差（续）图中表示真值，小黑点表示各次测量值，表示的平均值，表示随机误差，ε表示系统误差（恒系差），表示坏值。由图可知：坏值的存在，将严重影响平均值（图中是