测量误差理论与测量结果处理.ppt

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1、第2章测量误差理论与测量结果处理2.1常用测量术语简介2.2测量误差及其表示法2.3测量误差的估计和处理2.4测量误差的合成和分配2.5测量结果的描述与处理2.6最佳测量方法的选择11、测量：就是把被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量的量值的过程。2、检验：确定被测的几何量是否在规定的验收极限范围内，判断其是否合格，不求量值。对技术测量的要求：保证测量精度；高的测量效率；低的测量成本；分析加工工艺；采取预防措施避免废品产生。2电子测量仪器的主要技术指标电子测量仪器的技术指标主要包括频率

2、范围、准确度、量程与分辨力、稳定性和可靠性、环境条件、响应特性以及输入输出特性等。（1）频率范围频率范围是指能保证仪器其他指标正常工作的有效频率范围。（2）准确度测量准确度又称为测量精度，它描述的是由于测量结果在测量过程中受各种因素的影响而产生的与被测量真实值间的差异程度，即测量误差。3测量准确度通常以容许误差或不确定度的形式给出。不确定度是指在对测量数据进行处理的过程中，为了避免丢失真实数据而人为扩大的测量误差，由于它在一定程度上能反映出测量数据的可信程度而得名，不确定度的数值越大，丢失真实数据的可

3、能性越小，即可信度越高。容许误差是为了描述测量仪器的测量准确度而规定的，利用仪器进行测量时，允许仪器产生的最大误差。（3）量程与分辨力量程是指测量仪器的测量范围。分辨力是指通过仪器所能直接反映出的被测量变化的最小值，即指针式仪表刻度盘标尺上最小刻度代表的被测量大小或数字仪表最低位的“1”所表示的被测量大小。同一仪器不同量程的分辨力不同，通常以仪器4最小量程的分辨力（最高分辨力）作为仪器的分辨力。（4）稳定性与可靠性稳定性是指在一定的工作条件下，在规定时间内，仪器保持指示值或供给值不变的能力。可靠性是指

4、仪器在规定的条件下，完成规定功能的可能性，是反映仪器是否耐用的一种综合性和统计性质量指标。（5）环境条件环境条件即保证测量仪器正常工作的工作环境，例如基准工作条件，正常条件，额定工作条件等。（6）响应特性一般说来，仪器的响应特性是指输出的某个特征量与其输入的某个特征量之间的响应关系或驱动量与被驱动量之间的关5系。例如峰值检波器的响应特性为检波器输出的平均值约等于交流输入信号的峰值。（7）输入特性与输出特性输入特性主要包括测量仪器的输入阻抗、输入形式等。输出特性主要包括测量结果的指示方式、输出电平、输出

5、阻抗、输出形式等。62.1常用测量术语简介1一次测量和多次测量2等精度测量和非等精度测量真值与最佳值示值测量误差测量准确度测量精度72.2测量误差及其表示法2.2.1测量误差的来源产生测量误差的原因是多方面的，主要来源包括：（1）仪器误差仪器误差是由于仪器本身及其附件的电气和机械性能不完善而引起的误差。如由于仪器零点漂移、刻度非线性等引起的误差。（2）使用误差使用误差又称为操作误差，是由于安装、调节、使用不当等原因引起的误差。如测量时由于阻抗不匹配等原因引起的误差。（3）人身误差人身误差是

6、由于人为原因而引起的误差，例如读错数据等。8（4）环境误差环境误差又称为影响误差，是由于仪器受到外界的温度、湿度、气压、震动等影响所产生的误差。如数字电压表技术指标中常单独给出的温度影响误差。（5）方法误差方法误差又称为理论误差，是由于测量时使用的方法不完善、所依据的理论不严格等原因引起的误差。例如在图1.1中，由于电流表测得的电流还包括流过电压表内阻的电流，所以电阻测量值要比电阻实际值小，由此产生的误差属于方法误差。测量工作中，应对误差来源进行认真分析，采取相应的措施来减小误差源对测量结果的

7、影响，提高测量准确度。9电子测量仪器的误差电子测量仪器的误差是指由于受测量仪器等因素的影响而产生的测量误差，是误差的主要来源，也是电子测量仪器的一项重要质量指标，主要包括以下几种：（1）固有误差固有误差是指在基准工作条件（见表1-1）下，由于仪器本身而产生的容许误差。它大致反映了仪器的最高测量精度，通常用于仪器误差的检验和比对。10表1-1IEC（国际电工委员会）推荐的基准工作条件影响量（影响因素）基准数值或范围公差环境温度20゜C，23゜C，25゜C，27゜C。未指明时为20゜C±1゜C相对湿度45

8、%~75%大气压强101kPa交流供电电压额定值±2%交流供电频率50Hz±1%交流供电波形①正弦波β≤0.05交流供电电压②额定值ΔU/Uo≤±1%通风良好太阳辐射效应避免直射周围大气速度0~0.2m/s振动测不出大气中沙、尘、盐、污染气体或水蒸气、液态水等均测不出工作位置按制造厂规定①β称为失真因子，交流供电波形应保持在（1+β)sinωt与(1-β)sinωt所形成的包络之内。②ΔU为纹波电压峰-峰值，Uo为直流供电电压额定值。11表1-2IEC推