建筑环境测试技术2测量误差和测量不确定度2017ppt课件.ppt

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1、2测量误差和测量不确定度测量误差概述随机误差的分析和处理系统误差的分析与处理间接测量的误差传递与分配误差的合成测量不确定度测量数据的处理最小二乘法2.1测量误差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。国际间通过互相比对保持一定程度的一致。1）真值（理论真值）A0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逐级比较传递到日常工作仪表或量具上去。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（相对真值）。2.1.1误差的定义一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数

2、值2）指定值（约定真值）As3）实际值（相对真值）A2由测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值，也称为测量器具的测得值或测量值，它包括数值和单位。4）标称值测量仪器的测得值与被测量真值之间的差异。测量器具上标定的数值。5）示值6）测量误差2.1测量误差2.1.1误差的定义2.1.2误差的表示方法说明：（1）绝对误差有符号、有单位。（2）绝对误差体现了测量值与被测量实际值间的偏离程度和偏离方向，但仅用绝对误差通常不足以说明测量的质量。（3）修正值与绝对误差的绝对值相等，而符号相反，一般用符号c表示。测量仪器的修正值，可通过检定，由上一级标准给出。绝对误差x=x–x0测得值真值相对误差

3、绝对误差与约定值的百分比，通常有三种表示方式：实际相对误差：绝对误差除以被测量的真值示值相对误差：绝对误差除以被测量的示值引用误差：测量仪器量程内的最大绝对误差与测量仪器量程的百分比2.1.2误差的表示方法例1，一台测量范围为0~1100℃相对误差为1%F.S的测温仪表，比较其测量1000℃和550℃时的相对误差。测量1000℃时，相对误差为±11/1000×100%=1.1%，测量550℃时，相对误差为±2%。因此仪表应该在接近测量范围上限工作时测量效果好。例2，质量G1=50g，误差1=2g；质量G2=2kg，误差2=50g1=100%=100%=4%1G1G1的相对误差

4、为2502=100%=100%=2.5%G2G2的相对误差为5020002---G2的测量效果较好例3，要测量90℃的温度，现有0.5级、测量范围为0~300℃和1.0级、测量范围为0~100℃的两种温度计，试分析各自产生的示值误差。解：对0.5级温度计，可能产生的最大绝对误差认为该量程内可能产生的绝对误差：因此，示值相对误差：℃℃同理可算出1.0级温度计可能产生的绝对误差和示值相对误差：℃2.1.3测量误差的来源仪器测量人员使用环境方法误差材料性能和制造技术、动力源的变化、器件特性变化人员视觉、读数误差、经验、熟练程度、精神方面原因（疲劳）测量环境条件（温度、湿度、气压等）差异

5、测量方法、采样方法、测量重复次数、取样时间不合理2.1.4误差分类①系统误差按误差的基本性质和特点，误差可分为：②随机误差③粗大误差系统误差示意图在相同的条件下，对同一物理量进行多次测量，如果误差按照一定规律出现，则把这种误差称为系统误差，简称系差。1为定值系差，2为线性系统误差，3为周期系统误差，4为按复杂规律变化的系统误差。由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生。对某一物理量进行多次重复测量时，若误差出现的大小和符号均以不可预知的方式变化，则该误差为随机误差(randomerror)。单次测量偶然性（不明确、无规律）测量次数足够大时，其总体服从统计学规律，多数情况下接近正态

6、分布，具有以下特点：（1）有界性；（2）对称性；（3）单峰性。②随机误差N(t)Ax在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所形成的误差称为粗大误差，也称为疏失误差、异常误差，简称粗差。③粗大误差含有粗差的测得值称为坏值，应当剔除不用，因为坏值不能反映被测量的真实数值。N(t)AxN(t)AxN(t)AxN(t)Ax只有随机误差累进系统误差恒定系统误差周期性系统误差前述三类误差的划分具有相对性，某些情况可互相转化。例如，较大的系统误差或随机误差可视为粗大误差；当电磁干扰引起的误差数值较小时，可按随机误差处理，而当其影响较大又有规律可循时，可按系统误差引入修正值的办法处理。系统误差和随机

7、误差一般都同时存在：（1）系统误差远大于随机误差时，可忽略随机误差；（2）系差极小或已得到修正，可按随机误差处理；（3）系差和随机误差相差不远，两者均不可忽略。基本误差：仪表在规定的正常工作的条件下（例如电源电压和频率、环境温度和湿度等）所具有的误差。通常在正常工作条件下的示值误差就是指基本误差。仪表的精确度等级通常是由基本误差所决定。按误差来源：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差按掌握程度：已知误差、未知误差按变化速度：静态误