测量数据处理与误差分析ppt课件.ppt

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1、第1篇测试技术基础第1章测试技术的基本知识第2章测量误差和数据处理2.1测量误差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间接测量的误差传递与分配2.7误差的合成2.8测量数据的处理2.9最小二乘法什么是误差？什么是误差？测量误差测得值与被测量真值之间的差异真值A0一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。绝对真值是不可知的！！！指定值As由国家设立各种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。真值如何传递到使用中？实际值A：也称为相对真值。国

2、家基准所体现的计量单位逐级比较传递到日常工作仪器或量具。标称值：测量器具上标定的数值。如：标准砝码上的1kg等示值：测量器具所指示的被测量量值。问：误差能避免么？误差公理测量误差有普遍性和必然性！常见测量分类单次测量和多次测量多次测量可以提高精确度！等精度测量和非等精度测量等精度测量具有同样的可靠性若测量的任何环节发生了变化即为非等精度测量误差的表示方法绝对误差由于真值不可知，以实际值代替。被测量真值测量值实际值绝对误差的特点绝对误差有单位，与测得值和实际值相同；绝对误差有符号，表示测量值与实际值的大小关系；绝对误差与测得值同

3、时列出，表示测量结果的准确程度；如：37±2℃与100±2℃对于信号源、稳压电源等供给量仪器修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。误差的表示方法相对误差表征测量精度的高低！实际相对误差示值相对误差满度相对误差仪表准确度分级标准被测量真值测量值误差从何而来？仪器误差测量仪器本身带有的误差；人身误差人员操作带来的误差；影响误差环境影响所造成的误差；方法误差方法、理论使用不当造成的误差。仪器误差仪器误差还可细分为：读数误差，包括出厂校准定度不准确产生的校准误差、刻度误差、读数分辨力有限而造成的读数误差及数字式仪表的量化误差（±

4、1个字误差）；仪器内部噪声引起的内部噪声误差；元器件疲劳、老化及周围环境变化造成的稳定误差；仪器响应的滞后现象造成的动态误差；探头等辅助设备带来的其他方面的误差。仪器误差减小仪器误差的主要途径是根据具体测量任务，正确地选择测量方法和使用测量仪器，包括要检查所使用的仪器是否具备出厂合格证及检定合格证，在额定工作条件下按使用要求进行操作等。量化误差是数字仪器特有的一种误差，减小由它带给测量结果准确度的影响的办法是设法使显示器显示尽可能多的有效数字。人身误差（操作误差）人身误差主要指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等而对

5、测量实验中的现象与结果判断不准确而造成的误差。减小人身误差的主要途径有：提高测量者的操作技能和工作责任心；采用更合适的测量方法；采用数字式显示的客观读数以避免指针式仪表的读数视差等。影响误差由各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。主要的影响因素是环境温度、电源电压和电磁干扰等。当环境条件符合要求时，环境所造成的误差对数值的影响通常可不予考虑。在精密测量及计量中，需根据测量现场的温度、湿度、电源电压等影响数值求出各项影响误差，以便根据需要做进一步的数据处理。方法误差（理论误差）通常以系统误差（主要是恒值系统误差）形式表现出来

6、。由于所使用的测量方法不完善；或测量所依据的理论不完善；或对测量计算公式不适当简化等原因而造成的误差。原则上都可以通过理论分析和计算或改变测量方法来加以消除或修正。误差如何区分？系统误差凡是误差的数值是固定的或者按照一定规律变化的误差。随机误差在测量过程中存在许多随机因素对测量造成干扰，使测得值带有大小和方向都难以预测的测量误差。粗大误差明显歪曲测量结果的误差。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系统误差在相同的测量条件下，对同一被测量进行多次测量时，误差的大小和符

7、号或者保持恒定，或者按一定的规律变化，这类误差称为系统误差。前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。在变值系统误差中，又可按误差变化规律的不同分为累进系统误差、周期性系统误差和按复杂规律变化的系统误差。系统误差的特点只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量平均值的办法不能改变或消除系统误差；而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。如：仪表指针零点偏移将产生恒值系统误差；电子电位差计中滑动变阻器的磨损将导致累进性的系统误差；而测量现场电磁场的干扰，往往会引人周期性的系统误差。系统误差产生的原

8、因测量仪器设计原理及制作上的缺陷。例如刻度偏差，刻度盘或指针安装偏心，使用过程中零点漂移，安装位置不当等。测量时的环境条件如温度、湿度及电源电压等与其使用要求不一致。采用近似的测量方法或近似的计算公式。测量过程中估计读数时习惯偏于某一方向所引起的误差。系统误差系统误差体现了测