电子测量技术 第二章 测量误差分析与数据处理课件.ppt

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1、第二章测量误差分析与数据处理田宝凤仪器科学与电气工程学院主要内容2.1测量误差的基本原理2.2测量误差的分类2.3随机误差的统计特性及估算方法2.4系统误差的特征及判断方法2.5疏失误差及其判断准则2.6测量数据的处理2.7误差的合成与分配2.1测量误差的基本原理测量的目的：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。任何测量仪器的测得值都不可能完全准确的等于被测量的真值。测量误差：在实际测量过程中，人们对于客观认识的局限性，测量工具不准确，测量手段不完善，受环境影响或测量工作中的疏忽等原因，都会使测量结果与被测量的真值在数量上存在差

2、异。2.1.1研究误差的目的研究误差的目的：(1)正确认识误差的性质和来源，以减小测量误差。(2)正确处理测量数据，以得到接近真值的结果。(3)合理地制定测量方案，组织科学实验，正确选择测量方法和测量仪器，以便在条件允许的情况下得到理想的测量结果。(4)设计中需要用误差理论进行分析并适当控制这些误差因素，使仪器的测量准确程度达到设计要求。2.1.2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。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：有大

3、小，又有符号和量纲2.1.2测量误差的表示方法（2）修正值（校正值）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：2.1.2测量误差的表示方法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有关，而且与这个量本身的大小有关。例：测量足球场的长度和长春市到吉林市的距离，若绝对误差都为1米，测量的准确程度是否相同？（1）定义：绝对误差与被测量的真值之比。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。2.1.2测量误差的表示方法实际相对

4、误差：用实际值A代替真值A0示值相对误差：用测量值X代替实际值A2.1.2测量误差的表示方法例子：2.1.2测量误差的表示方法（2）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益测得值的分贝值分贝误差2.1.2测量误差的表示方法例子：2.1.2测量误差的表示方法（3）满度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）。电工仪表就是按引用误差之值进行分级的。是仪表在工作条件下不应超过的最大引

5、用相对误差。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引用误差不超过S%。2.1.3电子测量仪器误差的表示方法工作误差是在额定工作条件下测定的仪器误差极限。可以利用工作误差直接估计测量结果误差的最大范围。50Hz-1MHz,10mV-1V量程为：固有误差是当仪器的各种影响量与影响特性处于基准条件时，仪器所具有的误差。1kHz,1V时为：2.1.3电子测量仪器误差的表示方法影响误差只有当某一影响量在工作误差中起重要作用时才给出，它是一种误差极限。温度影响误差：1kHz，1V时温度系数为：稳定误差是仪器的标

6、称值在其它影响量及影响特性保持恒定的情况下，于规定时间内所产生的误差极限。在温度,相对湿度80%以下，大气压力86~106kPa的环境内，连续工作7小时。-10~+402.1.4一次直接测量时最大误差估计仪器仪表的最大绝对误差为最大的示值相对误差在使用这类仪表测量时，应选择适当的量程，使示值尽可能接近于满度值，指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上的区域。2.1.4一次直接测量时最大误差估计例子：某待测电流约为100mA，现有0.5级量程为0-400mA和1.5级量程为0-100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量较好？解：用0.5级量程为0-400mA电流表测100m

7、A时，最大相对误差为用1.5级量程为0-100mA电流表测量100mA时，最大相对误差为2.2测量误差的分类2.2.1按照误差的来源分类2.2.2按照误差的性质分类2.2.3测量结果的评定2.2.1按照误差的来源分类1.仪器误差：仪器本身及其附件引入2.影响误差：各种环境因素与要求不一致3.方法误差和理论误差测量方法不合理所造成，采用近似公式计算4.人身误差测量者本身分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等2.2.2按照误差的性质分类1.系统误差定义：在同一测量条件下，多次重复测量同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件