测量误差的基本概念课件.ppt

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1、第二章测量误差的基本概念1测量误差及其来源2测量误差的表示方法3测量误差的性质和分类4有效数字及运算规则5测量数据的处理1测量误差及其来源1.1测量误差的概念真值：在一定的时间、空间条件下，被测量的大小是一个客观存在的确定数值，即真值。真值是客观存在的，但不可测量。测量结果不断接近真值。经常使用“约定真值”和“相对真值”。约定真值：是按照国际公认的单位定义，利用科学技术发展的最高水平所复现的单位基准。约定真值的误差是可以忽略的，如国际计量局保存的国际千克原器。常以法律形式规定或指定。标称值：是计量或测量器具上标注的量值。如标准砝码上标出的1kg，标准电池上标出的1.0

2、186V。受制造、测量和环境的影响，标称值有误差，应给出误差范围。示值：由测量仪器（设备）给出或提供的量值，也称测量值。准确度：是测量结果中系统误差和随机误差的综合，表示测量结果和真值的一致程度。真值不可知，它是一个定性的概念，采用测量不确定度来定量表示重复性：在相同的条件下，对同一被测量多次测量得到结果的一致性。相同测量程序、相同环境条件、相同人员、相同设备等。误差公理：一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学试验的过程之中。人们研究测量误差的目的就是寻找产生误差的原因，认识误差的规律、性质，进而找出减小误差的途径与方法，以求获得尽可能接近真值的测量结果。可以

3、使测量误差愈来愈小，但是不可能使误差降为零。误差的来源：（1）装置误差：标准器误差：1欧标准电阻误差为±0.5×10-6仪器仪表误差：都有误差装备、附件误差：供电电源波形失真、电源不对称、导线、开关等。安置误差：安装布置调试不完善，达不到理想条件（2）方法误差：方法不完善、理论依据不严密等。经验公式的系数的近似、采样时间不够小等。（3）人身误差：生理、心理等，读数习惯偏向一方等。（4）环境误差：环境条件与标准的不一致，仪器仪表在规定的工作条件使用所产生的示值误差为基本误差，超出使用条件而增加的误差为附加误差。飞行器上的仪器仪表环境变化大，需注意附加误差。1.2测量误差

4、的表示方法测量误差一般有绝对误差与相对误差两种表示方法1.2.1绝对误差绝对误差(绝对真误差)是被测量的给出值与真值之差被测量的真值是客观存在，但难以通过测量获得。实际测量中可按以下情况确定：（1）理论真值。例如，平面三角形三内角之和恒为180º；正弦交流电路中理想电容和电感上电压与电流的相位差为90º。（2）计量学约定真值。凡满足国际计量大会决定的单位测量条件复现的量值都是计量学约定真值。（3）以实际值代替真值。达到误差可以忽略不计可以认为接近真值，称为实际值。高等级计量标准器或仪器的误差与所用测量仪器的误差相比不大于1／5(或1／3—1／20)时可认为前者是后者的

5、实际值。修正值：与绝对误差大小相等、符号相反。仪器的自动修正功能。1.2.2相对误差一个是200V，绝对误差为2V；另一个是10V，绝对误差为0.5V，绝对误差大但相对误差小。（1）相对真误差：绝对误差与真值的比值的百分数当用实际值代替式中的真值时所表达的关系称为实际相对误差。（2）示值相对误差：绝对误差与给出值比值百分数。在误差较小时的一种近似计算，不适用于误差较大时的情况。（3）引用误差：一种简化、实用的相对误差表示方法，用来表示仪器、仪表的准确程度。在刻度范围内测量而不是一点，导致相对误差变化不定。引用误差：绝对误差与仪表的量程的比最大引用误差：最大绝对误差与量

6、程比。准确度等级：电测仪表的准确度等级为：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等7级。例：测量一个约80V的电压，现有两块电压表：—块量程300V，0.5级；另一块量程100V，1.0级。问选用哪—块为好?2/3量程最好，测量结果的相对误差不会超过仪表准确度等级的1.5倍。（4）分贝误差(相对误差的对数表示)对于电压、电流类电量用分贝(dB)表示的相对误差为对于功率等参量，用分贝(dB)表示的相对误差为分贝误差主要用于电子仪器、声学计量。当△x<

7、方法：包括：与示值无关的固定值，衰减器的误差、非线性误差等；与示值相关的部分，如零点飘移、噪声干扰、量化误差等。通常数字表的准确度等级根据固定项系数与相对项系数的和来定。n个字：数字仪表在给定量程下的分辨率的n倍。4位半4½位4¾位可将n个字换成具体的误差，如1uV等。满刻度是多少个字。1.2.3测量不确定度：测量的不确定度是表征被测量的真值在某个量值范围的一个评定。测量的总误差总是在一定的范围内变化，其变化的最大幅度称为不确定度。通过统计的方法估算出误差的上下限，并以一定的概率在这个范围内变化。测量结果的表示方法：测量结果的最末一位应与不确定度的位