包装测试技术 2 测试基本理论ppt课件.ppt

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1、2测试的基本理论本章学习要点：1)测量误差分析；2)测试信号分析；3)测试系统的基本特性。2．1测量误差分析2．1．1测量误差概述1）误差基本概念及表示方法A.测量误差的定义测量值与真值之差：真值在实践中，用两种方法来约定真值另一种方法是用在相同条件下多次重复测量的算术平均值表示即一种方法是采用相应的高一级精度的计量设备所测的值为B.测量误差的表示方法a．绝对误差是指测量值与真值之差。b．相对误差绝对误差与被测量的真值之比实际相对误差示值相对误差2）误差产生的原因及分类A.误差产生的原因方法误差仪器误差环境误差人为误差

2、B.测量误差分类系统误差：在同一条件下，对某一参数进行多次重复测量时，按一定规律出现的误差。随机误差：在同一条件下，对某一参数进行多次重复测量时，所得各次的测定值的误差无确定规律。粗大误差：测量过程中，由于测量人员粗心大意或环境突变造成的明显与事实不符的误差。2．1．2随机误差的分布规律及特点1）随机误差的分布规律总体呈现统计规律性，故用概率论来描述，用数理统计的方法加以处理。如测某批纸张的定量，从该批纸中随机取100张，裁取某一大小（100×100，或200×500），在恒定条件下逐个称重（或每5张称重）①,找出及极

3、差②把数据范围等分成包含与③确定区间范围④统计记录数据落入各区间的频数，求得相对频数⑤在直角坐标系中，以各区间为底边，以相应各区间的频数为高，做出直方柱；各直方柱排列，就形成频率直方图在内的区间②把数据范围等分成包含均值（数学期望）方差或标准差概率密度函数2）随机误差的特点单峰性：绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多有界性：在一定的测量条件下，测量次数一定时，随机误差的绝对值不会超过一定的限度对称性：绝对值相等的正负误差出现的次数相同相消性：随机误差的代数和随着测量次数的增多而趋近于零2）随机误差的特点2．1．3

4、系统误差的分析1)系统误差对测量的影响A.对均值的影响设测定值中每一个都含有系统误差所以，不含系统误差的测定值就应为其平均值为或写成这说明测定值中若含有系统误差，其均值也含有系统误差的均值。当为定值系统误差时，此时即其均值也含有定值系统误差本身。B.对剩余误差的影响剩余误差即某测定值与均值之差。当为变值系统误差时，剩余误差可表示为当为定值系统误差时，则剩余误差为表明：当存在变值系统误差时，测量值剩余误差也含有变值系统误差的剩余误差，此时标准差改变；当存在定值系统误差时，并不影响原来的剩余误差或标准差。a、不含系统误差的

5、分布b、含定值系统误差的分布c、含变值系统误差的分布结论：不论定值或变值系统误差，均影响随机误差分布曲线的位置（即测量结果）；且变值系统误差还影响分布曲线的形状（即分散程度），而定值系统误差无此影响。2)系统误差发现的主要方法A.改变条件对比法（适用于发现定值系统误差）人为地改变产生系统误差的测量条件，观察测量数据大小和符号变化趋向是否具有某种规律性。B.剩余误差观察法（适用于发现变值系统误差）则测量值的剩余误差由不含系统误差测定值的剩余误差和变值系统误差的剩余误差组成，若后者明显大于前者，则其主要为后者，即可将剩余误

6、差按测量顺序列表或作图（描点法）或利用动态测试所得的记录曲线进行观察判断（a）不存在系统误差；（b）存在线性系统误差；（c）存在周期性系统误差；（d）存在复杂规律（线性、周期性皆有）系统误差1)标准（莱特准则）根据随机误差的有界性，2．1．4粗大误差的剔除2)格拉布斯（Grubbs）标准设多次测量值为，其值服从正态分布，若测量值中的最大值或最小值的剩余误差满足就认为该测定值含有粗大误差，应予以剔除。举例：某参数在同一条件下，重复测量15次，测量值如表所示，试分别用标准和格拉布斯标准检查并剔除含有粗大误差的数据。序号12

7、0．420．0160．009220．430．0260．019320．40－0．004－0．011420．430．0260．019520．420．0160．009620．430．0260．019720．39－0．014－0．021820．30－0．104920．40－0．004－0．0111020．430．0260．0191120．420．0160．0091220．410．006－0．0011320．39－0．014－0．0211420．39－0．014－0．0211520．40－0．004－0．011解：（1）用标准先

8、求20．404再求列入表中求3＝3×0.033=0.099＞0.099，故认为中含有粗大误差，应将剔除。剔除后，重新计算其余数据的平均值20．411再求列入表中3＝3×0.016=0.048∵中无一超过0.048，故其余数据不含粗大误差。3＝3×0.016=0.0483＝3×0.016=0.0482．2测试信号分析2．2．1信号的