自动检测与仪表-2.误差分析基础及测量不确定度课件.ppt

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1、2误差分析基础及测量不确定度内容综合为：一、测量误差的定义二、测量误差的来源三、测量误差的性质与分类四、测量精度五、确定测量误差的方法六、数据处理的基本方法1、粗大误差的减少办法和剔除准则2、系统误差的消除3、随机误差的分析处理2.1检测精度2.2误差分析的基本概念2.3误差原因分析2.4误差分类2.5误差的统计处理2.6误差传递法则2.7误差估计2.8粗大误差检验2.9测量不确定度2.10最小二乘法及其应用2误差分析基础及测量不确定度一、测量误差的定义测量误差＝测得值－真值客观真实值（未知）约定真值：世界各国公认的几何量和物理量的最

2、高基准的量值相对真值：标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值如：米—公制长度基准1m＝1650763.73—氪-86的能级间跃迁在真空中的辐射波长定义：测量所得数据与其相应的真值之差⑴绝对误差理论真值：设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值x＝x－x02误差分析基础及测量不确定度一、测量误差的定义定义：测量的绝对误差与被测量的真值之比绝对误差很小：表示：百分数（%）---分子分母量纲相同相对误差=100%绝对误差真值=100%xx0相对误差=100%绝对误差测得值=100%xx例：质量G1＝50g，

3、误差1＝2g；质量G2＝2kg，误差2＝50g1=100%=100%=4%Δ1G1G1的相对误差为2502=100%=100%=2.5%G2G2的相对误差为502000Δ2G2的测量效果较好确切反映测量效果：被测量的大小不同---允许的测量误差不同被测量的量值小---允许的测量绝对误差也越小⑵相对误差2误差分析基础及测量不确定度二、测量误差的来源(1)原理误差：测量原理和方法本身存在缺陷和偏差近似：理论分析与实际情况差异如：非线性比较小时可以近似为线性假设：理论上成立、实际中不成立如：误差因素互不相关(2)装置误差：测

4、量仪器、设备、装置导致的测量误差机械：零件材料性能变化、配合间隙变化、传动比变化、蠕变、空程电路：电源波动、元件老化、漂移、电气噪声(3)环境误差：测量环境、条件引起的测量误差空气温度、湿度，大气压力，振动，电磁场干扰，气流扰动(4)使用误差：方法：测量方法存在错误或不足如：采样频率低、测量基准错误读数误差、违规操作2误差分析基础及测量不确定度三、测量误差的性质与分类☆系统误差☆随机误差☆粗大误差按误差的产生原因（即特性规律）不同,分为：⑴绝对误差⑵相对误差⑶引用误差①实际相对误差②示值相对误差③满度相对误差（引用误差）按误差的来源分

5、为⑴装置误差⑵环境误差⑶方法误差⑷人员误差按误差的表示方法分为：⑴绝对误差⑵相对误差2误差分析基础及测量不确定度三、测量误差的性质与分类☆系统误差☆随机误差☆粗大误差按误差的产生原因（即特性规律）不同,分为：★系统误差在相同条件下多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或测量条件改变时按一定规律变化的误差。★随机误差（偶然误差）在相同条件下多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号均以不可预定的方式变化的误差。★粗大误差（疏失误差、差错或粗差）在测量条件一定的情况下，测量值明显偏离实际值所形成的误差。2误差分析基础及测量不确定度三

6、、测量误差的性质与分类⑴随机误差正态分布性质：原因：装置误差、环境误差、使用误差处理：统计分析、计算处理→减小①对称性③有界性②单峰性①绝对值相等的正负误差出现的次数相等④抵偿性②绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多③随机误差绝对值不会超过一定程度④当测量次数足够多时，随机误差算术平均值趋于0误差概率密度函数误差2误差分析基础及测量不确定度三、测量误差的性质与分类性质：有规律，可再现，可以预测原因：原理误差、方法误差、环境误差、使用误差处理：理论分析、实验验证→修正性质：偶然出现，误差很大，异常数据，与有用数据混在一起原因：装置

7、误差、使用误差处理：判断、剔除⑵系统误差⑶粗大误差2误差分析基础及测量不确定度测量误差原理误差装置误差环境误差使用误差精密度准确度精确度可取性测量结果评定☆系统误差☆随机误差☆粗大误差测量误差来源分类测量结果评定四、测量精度精度：测量结果与真值吻合程度定性概念精密度准确度精确度（正确度）性质：测量结果与真值的接近程度，系统误差的影响程度表述：平均值与真值的偏差准确度2误差分析基础及测量不确定度四、测量精度精度：测量结果与真值吻合程度测量精度举例不精密（随机误差大）准确（系统误差小）不精密（随机误差大）不准确（系统误差大）精密（随机误差

8、小）不准确（系统误差大）精密（随机误差小）准确（系统误差小）定性概念精密度准确度精确度性质：重复测量时，测量结果的分散性表述：随机误差的标准差精密度性质：重复测量时，测量结果的分散性表述：随机误差的标准差精密度（正确度）