误差理论与数据处理-第三章系统误差课件.ppt

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1、第三章系统误差教学目的和要求通过本章内容的教学，使学生对系统误差的产生原因、特征和消除方法，有一个整体的认识。要求学生清楚系统误差的产生原因、特点和分类方法；了解系统误差处理的原则，了解系统误差的发现方法；初步掌握定值系统误差和变值系统误差的减弱和消除方法。主要内容第一节 系统误差概述二、系统误差产生的原因系统误差是有固定不变的或按确定规律变化的因素造成，这些因素是可以掌握的。①测量装置方面的因素②环境方面的因素③测量方法的因素④测量人员的因素计量校准后发现的偏差、仪器设计原理缺陷、仪器制造和安装的不正确等。测量时的实际温度

2、对标准温度的偏差、测量过程中的温度、湿度按一定规律变化的误差等。采用近似的测量方法或计算公司引起的误差等。测量人员固有的测量习性引起的误差等。激光数字波面干涉仪的系统误差来源三、系统误差的特征四、系统误差的分类根据系统误差在测量过程中所具有的不同变化特性，将系统误差分为恒定系统误差和可变系统误差两大类。（一）恒定(定值)系统误差恒定（定值）系统误差是指在整个测量过程中，误差的大小和符号始终是不变的。如千分尺或测长仪读数装置的调零误差，量块或其它标准件尺寸的偏差等，均为恒定系统误差。它对每一测量值的影响均为一个常量，属于最常见

3、的一类系统误差。（二）变化系统误差变化系统误差指在整个测量过程中，误差的大小和方向随测试的某一个或某几个因素按确定的函数规律而变化，其种类较多，又可分为以下几种：四、系统误差的分类①线性变化的系统误差：在整个测量过程中，随某因素而线性递增或递减的系统误差。②周期变化的系统误差：在整个测量过程中，随某因素作周期变化的系统误差。90°180°270°0°eε+ε-επ2π四、系统误差的分类③复杂规律变化的系统误差：在整个测量过程中，随某因素变化，误差按确定的更为复杂的规律变化，称其为复杂规律变化的系统误差。如对于刻度盘或标尺的刻

4、度误差，就全量程而言，属复杂规律性的系统误差。因为虽然对各刻度点的误差的大小和符号是确定的，但对整个量程的误差变化规律只能用实验曲线表出，属复杂变化规律。各类特征系统误差图示已定系统误差和未定系统误差指误差的大小和符号均已确切掌握了的，因此在处理和表征测量结果时，是属于可修正的系统误差。指这类系统误差的大小和符号不能完全确切掌握的，因此在处理和表征测量结果时，是属于不可修正的系统误差。五、系统误差的特点第二节系统误差对测量结果的影响（一）定值系统误差的影响设有一组常量测量数据中分别存在定值系统误差和随机误差，真值记为。则这组

5、测量数据的算术平均值为：当子样定容n足够大时，随机误差对的影响可忽略不计，而定值系统误差都完全反映在之中，视的符号而使有所增减。由上式可看出，不影响残差计算，因而也不影响标准误差σ的计算，即并不引起随机误差分布密度曲线的形状及其分布范围的变化，只引起分布密度曲线的位置变化（平移值）。第二节系统误差对测量结果的影响（二）变化系统误差的影响同样，计算一组测量数据的算术平均值：上式中为变化系统误差。当子样定容n足够大时，随机误差对的影响可忽略不计，而变化系统误差则以算术平均值反映在之中，视的符号而使有所增减。由上式可看出，因且其数

6、值不易确定，故变值系统误差直接影响残差的数值，因此也必然要影响标准误差σ的计算，且其影响难于确定，即变值系统误差不仅使随机误差的分布密度曲线的形状和分布范围发生变化，也使曲线的位置产生平移。第三节系统误差的发现方法一、计量检定在计量工作中，常用标准器具或标准物质作为检定工具，来检定某测量器具的标称值或测量值中是否含有显著的系统误差。标准器具所提供的标准量值的准确度应该比被检定测量器具的要高出1～2个等级或至少高几倍以上。现对被检量重复测量次，假设测量服从正态分布在计量检定中，常设（标准器具量值），现对均值进行检定，判断其是否

7、含有系统误差。计量检定法步骤2、构造统计量3、在给定显著水平　下，查分布表的临界值4、作出决策。若，判定被检量算术平均值与期望的标准值之间存在显著的差异，即被检量含有恒定的系统误差　　　。5、加修正值。对测得值加一个修正值，即1、计算均值，按贝塞尔公式计算标准差某仪器测量过程控制图测量值检查时间序号标定该仪器在不同时间段的测量值的变化，包括算术平均值和标准差，以核查该测量仪器在一个长的时期内的测量准确度,使之得到控制二多台仪器间的比对测试三其他检验方法说明第四节系统误差一般处理方法1、从产生误差根源上消除最理想的方法。它要求

8、对产生系统误差的因素有全面而细致的了解，并在测试前就将它们消除或减弱到可忽略的程度。视具体条件不同，有：（1）所用基、标准件（如量块、刻尺、光波波长等）是否准确可靠。（2）所用仪器是否经过检定，并有有效周期的检定证书。（3）仪器调整、测件安装定位和支承装卡是否正确合理。（4）所用测量方法和