测量误差及测量结果处理ppt课件.ppt

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1、第2章测量误差和测量结果处理2.1误差2.2测量误差的来源2.3误差的分类2.4随机误差分析2.5系统误差分析2.6系统误差的合成2.7测量数据的处理习题二2.1误差一、误差1．真值A0一个物理量在一定条件下所表征的客观大小或真实数值被称作它的真值。要得到真值，必须利用理想的量具或测量仪器进行无误差的测量。其实物理量的真值实际上是无法测得的。因为“理想”量具或测量仪器是一个纯理论值。例如：电流的计量标准为：安培，按国际计量委员会，定义为“安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距l米的两根无限长而且圆截面可忽略的平行直导线内，则此两导线之间产生的力

2、：等于2×l0-7牛顿/米”，显然这样的电流计量标准是一个理想的而实际上无法实现的理论值，电流的真值我们无法实际测得，因为没有符合定义的可供实际使用的测量参考标准，其次，在测量过程中由于客观因素的影响，做到无误差的测量也是不可能的。2．指定值As由于绝对真值是不可知的，所以一般由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。指定值也叫约定真值，一般就用来代替真值。3．实际值A实际测量中，不可能都直接与国家基准相比对，所以国家通过一系列的各级实物计量标准构成量值传递网，把国家基准所体现的计量单位

3、逐级比较传递到日常工作仪器或量具上去。在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值，比如如果更高一级测量器具的误差为本级测量器具误差的1／3到l／l0，就可以认为更高一级测量器具的测得值(示值)为真值。后叙述中，不再对实际值和真值加以区别。4.标称值测量器具上标定的数值称为标称值。如标准砝码上标出的lk8，标准电阻上标出的1Ω，标准电池上标出来的电动势1.0186V，标准信号发生器度盘上标出的输出正弦波的频率为：土00kHz等。由于制造和测量精度不够以及环境等因素的影响，标称值并不一定等于它的真值或实

4、际值。为此，在标出测量器具的标称值时，通常还要标出它的误差范围或准确度等级.5．示值由测量器具指示的被测量的量值称为测量器具的示值，也称测量值，它包括数值和单位。一般地说，示值与测量仪表的读数有区别，读数是仪器刻度盘上直接读到的数字。例如以l00分度表示50mA的电流表，当指针指在刻度盘上的50处时，读数是50，而值是25mA.为便于核查测量结果，在记录测量数据时，一般应记录仪表量程、读数和示值(当然还要记载测量方法，连接图，测量环境，测量用仪器及编号及测量者姓名、测量日期等)，对于数字显示仪表，通常示值和读数是统一的。6．测量误差在实际测量中，

5、由于测量器具不准确，测量手段不完善，环境影响，测量操作人员熟练及工作疏忽等因素，都会导致测量结果与被测量真值不同。测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异，称为测量误差。测量误差的存在具有必然性和普遍性，人们只能根据需要和可能，将其限制在一定范围内而不可能完全加以消除。人们进行测量的目的，通常是为了获得尽可能接近真值的测量结果，如果测量误差超出一定限度，测量工作及由测量结果所得出的结论就失去了意义。因此，认真对待测量误差，研究误差产生的原因，误差的性质，减小误差的方法以及对测量结果的处理等.7．单次测量和多次测量单次(一次)测量是用测量仪器对被

6、测量进行一次测量的过程。显然，为了得知某一量的大小，必须至少进行一次测量。在测量精度要求不高的场合，可以只进行单次测量。单次测量不能反映测量结果的精密度，一般只能给出一个量的大致概念和规律。多次测量是用测量仪器对同一被测量进行多次重复测量的过程。依靠多次测量可以观察测量结果的一致性，即精密度。通常要求较高的精密测量都须进行多次测量，如仪表的比对校准等。8．等精度测量和非等精度测量在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。这里所说的测量条件包括所有对测量结果产生影响的客观和主观因素如测量中使用的仪器、方法、测量环境，操

7、作者的操作步骤和细心程度等。等精度测量的测量结果具有同样的可靠性。如果在同一被测量的多次重复测量中，不是所有测量条件都维持不变(比如：改变了测量方法，或更换了测量仪器，或改变了联接方式，或测量环境发生了变化，或前后不是一个操作者，或同一操作者按不同的过程进行操作，或操作过程中由于疲劳等原因而影响了细心专致程度等等)这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。等精度测量和非等精度测量在测量实践中部存在，相比较而言，等精度测量意义更为普遍。二、误差的表示方法1．绝对误差绝对误差定义为(2.1-1)式中△x为绝对误差，x为测得值，A0为被测量真值。前面已

8、提到，真值A0一般无法得到，所以用实际值A代替A0，因而绝对误差更有实际意义的定义是(2.1-2)对于绝对误差，有如下特点：①绝对误差是