现代检测复习.doc

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1、误差理论基础（1）等精度测量：测量条件不变（完全一致）的一系列重复测量。（2）非等精度测量：测量条件不完全一致的一系列重复测量。（3）真值：被测量本身所具有的真正的值。在不同的时间和空间条件下，被测量的真值往往是不同的。真值是客观存在的，也是一个理想的概念，通常不可知，特殊可知（三角形的三角之和180°，人为定义）。可以说，被测对象的真值是不可知的。（4）实际值：是可知的，它趋近于真值，通常用它来代替真值，故亦称为约定真值。如算数平均值（由有限次测量得到），上一级标准器具等等，它们的准确度均高于当前测量值。标准器具及其等级的概念，如砝码。实

2、际值与真值都是获得测量误差的基准。不过，通常情况下，实际值往往用于工程计算，而真值则往往用于理论分析。（5）标称值：测量器具或元件上标明的数值，亦称为名义值。如砝码。（6）示值：测量器具的读数装置所指示的被测量的数值。如电压表、卡尺、直尺等。标称值和示值都是实际测量出来的数值，统称为给出值，亦可称为测量值或实测值。（7）测量误差：被测量的给出值与其真值（或实际值）之间的差值，简称误差。任何测试系统的测量结果都有一定的误差，即所谓精确度。不存在没有误差的测量结果，也不存在没有精确度要求的测试系统。误差是一项非常重要的技术指标。误差分类（1）系

3、统误差（系差）在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。变化规律服从某种已知函数。表明了偏离真值的程度，故常用正确度（不能称为准确度）来表征系统误差的大小。消除方法1．交换法将引起系差的某些条件相互交换，并保持其它条件不变，使产生系差的因素对测量结果起相反作用，从而抵消系差。例如，当机械天平两臂的长度不相等时，会带来测量误差，如果交换砝码和被测物的位置，即可抵消这一误差。2．换向法也称为上下读数法。机械式测量机构的空程或间隙等影响会造成测量误差，取上行读数和下行读数的平均值即可

4、消除这一类误差。3．校准法用上一级标准器具检定。对恒定系差定期检定即可，对累积系差则须经常标定。4．补偿法某项测量条件的变化或仪器某个环节的非线性会引入变值系差，此时可采取补偿措施，自动消除系差。例如，环境温度的变化是最常见的影响测量准确度的主要因素，采用温度补偿措施即可消除温度变化所带来的系差。（2）随机误差（随差，偶然误差）在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。造成随机误差的因素很多也很复杂，往往难以进行具体的分析。其变化规律未知，但服从统计规律，因此可以估计。随机误差表明了测量结果的分散

5、性。常用精密度（简称为精度）来表征随机误差的大小。随机误差服从正态分布。（3）粗大误差（粗差、寄生误差）测量结果明显偏离实际值（约定真值）时所对应的误差，该测量结果称为坏值，应予舍弃不用。粗差的判别准则拉依达准则（准则）设有一等精度独立测量列，其算数平均值为，残差为；按贝塞尔公式计算出的测量值的标准偏差为，取极限误差为，则拉依达准则（通常亦称为准则）可由下式表示：式中，为整数且，为坏值，为坏值的残差，为包括坏值在内的全部测量值的算数平均值，为准则的判别值。使用准则需要注意以下几点：①计算值时也应包括坏值的残差在内，因为此时尚不知道哪个值是坏

6、值。②建议采用式所示的贝塞尔公式计算。③舍弃1个坏值后应重新应用拉依达准则检查，直至无新的坏值出现为止。拉依达准则简便易用，应用广泛。但在理论上它是基于重复测量次数的，故当较小时就不够可靠了，此时应采用下面的格拉布斯准则。格拉布斯准则格拉布斯准则也是基于正态分布理论的，并考虑了测量次数n及标准偏差本身有误差等影响因素，理论上比较严格，使用也比较方便。它利用了置信水平（显著性水平）。格拉布斯准则：凡大于格拉布斯鉴别值（与准则不同之处）的残差视为粗差。即式中，为测量次数，为显著性水平，为格拉布斯鉴别值，为格拉布斯准则判别系数，它与测量次数和显著

7、性水平有关。测量误差的描述系统误差的大小可以用正确度来表征，随机误差的大小可以用精密度来表征。如果测量的正确度和精密度均高，则称为测量的准确度高。准确度亦称为精确度。正确度↔系统误差精密度↔随机误差；准确度＝正确度＋精密度如图所示（射击的弹着点）：图（a）表示正确度较高而精密度很差；图（b）表示精密度虽较好，但正确度不高；图（c）表示正确度和精密度都不错，即准确度高。传感器静态特性静态特性表示传感器在被测量的各个值处于稳定状态时的输出－输入关系。非线性度非线性度是指传感器输出与输入之间的线性程度。实际上传感器的输入－输出特性为（静态方程）：

8、：输出量；：输入量；：零位输出；：传感器线性灵敏度；：待定系数。传感器静态特性输出曲线特点：1。输出曲线为时线性关系最好；2。输出曲线仅有奇次项的次之，在一定范围内线性；3。输出