第二章-测量误差与数据处理.ppt

《第二章-测量误差与数据处理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章测量误差与数据处理2.1测量误差的概念2.2测量误差的分类2.3研究误差的目的2.4误差理论分析2.5测量数据的处理2.1测量误差的概念一、什么是测量误差？由于客观与主观诸多因素影响，使得测量结果与被测量的真实值之间总存在一个或大或小的差值，此差值称为测量误差。误差是不可避免的，是不能被消灭的。二、什么是真实值？真实值是指某一被测量在一定条件下客观存在的、也就是实际具备的量值。严格讲，由于测量误差的普遍存在，若想通过测量得到某被测量的真实值是不可能的通过测量得到的只能是真实值的近似值。实际工作中可把下面三种量值看作真实值（1）真

2、值（A0)（2）指定值（As)（3）传递值（A)（1）真值（A0)：也称为理论值或定义值，即根据一定的理论，在严格的条件下，按定义确定的数值。在实际测量中，这种值是测不到的，但这种值又确实存在，如作为温度计量单位的K，是开尔文定义了自然界可能达到的最低温度，但如何实现0K的温度，以及如何测量它却是不能解决的。（2）指定值（As)：也称为约定真值、相对真值或代替真值。由于被测量的真值不能通过测量得到，为解决测量中的真值问题，只能用约定的办法来确定真值。指定值就是由国际计量大会确定、得到国际上公认的各种获准或标准的指示值。指定值是经大家协

3、商，根据所能达到的理论水平和工艺技术水平所提供的最高精度的测量结果，它应具有足够的稳定性和复现性，它是人为约定的量值，会随着科学技术的发展而不断完善和修正。（3）传递值（A)：由于指定值的获得比较困难，而在实际测量中对测量结果的精度要求又不是那样高，因此在满足实际需要的前提下，其测量误差可以忽略的测量结果，称为传递值或实际值。以上介绍的三种值，就是在理论研究和科技工作中所能遇到的，可以认为是被测量真实值的数值。三、什么是测得值？测得值包括通过各种实验所得到的量值，其来源多是测量仪器或各种测量装置的读数和指示值。由于测量过程中普遍存在着

4、测量误差，所以测得值都是被测量真值的近似值把测得值作为测量结果常用的方法有：（1）单次测得值；（2）算术平均值；（3）加权平均值；（4）中位值；（5）众值；（6）几何平均值；（7）方均根平均值。四、误差的来源1、测量过程中产生的（1）方法误差：由于所采用的测量原理或测量方法本身所产生的测量误差。（2）装置误差：是指在进行测量时所使用的测量设备或仪器本身固有的各种因素的影响而产生的误差。（3）环境误差：因为周围环境因素对测量的影响，而使测量产生的误差。（4）主观误差：是由进行测量的操作人员素质条件所引起的误差。一种情况是：因为测量人员感

5、觉器官的分辨能力、反应滞后、习惯感觉和操作技术水平而引起的观测误差，这类误差是难以避免的；另一种情况是：因为测量人员的粗心大意而造成的读值、记录和计算错误，或操作失误而造成的测量误差，这类误差是可以避免的。2、数据处理中产生的有许多测量在取得测得值后，必须对测得数据进行整理或运算，才能得到最后的测量结果，在处理测量数据时也会带来误差，包括：（1）有效数字的化整误差（2）利用各种数学常数引起的误差（3）利用各种近似计算带来的误差（4）利用各种物理常数产生的误差1、按误差的表达式划分：绝对误差和相对误差2、按误差出现的规律划分：系统误差、

6、渐变误差随机误差、粗大误差3、按使用条件划分：基本误差与附加误差4、按被测量速度划分：静态误差与动态误差2.2测量误差的分类(1)绝对误差绝对误差是实测值与被测量真值之间的差值其绝对值的大小，表明了测试的精确度。其绝对值越大，则测试的精度越低；绝对值越小，精度越高。(2)相对误差相对误差是绝对误差与被测量真值的比值由于被测量真值无法获得，当误差很小时，可用绝对误差与约定真值的比值来计算（3）系统误差在一定的条件下，对同一被测量进行多次重复测量，如果误差按照一定的规律变化，则把这种误差称为系统误差。这里所谓的变化规律，是指该误差可能是定

7、值(常量)，或累进性变化(逐渐增大或逐渐减小)或周期性变化等。系统误差是测量系统本身固有的，是由其构造因素所在决定的。随着时间缓慢变化的测试误差称为渐变误差。其特点是单调的缓慢变化。因此，经校正后可在短期内或某一量程范围内保证所需的测试精度，但经过一段时间的使用后又会出现系统性的渐变误差，需要重新进行校正。渐变误差大多是由于某些零部件和元器件因物理特性随时间或环境条件的变化而造成的，因此必须对各种仪器及传感器作定期的检定和校正。（3）渐变误差（4）随机误差在一定的测试条件下，对某一参数进行多次重复测量时，所得各次测得值的误差没有确定的

8、规律其符号和数值大小均不定，这种误差称为随机误差，又叫偶然误差。这种误差的产生具有随机性，不能用调整或校正的办法加以消除，但可用多次重复观测的方法减小它。（5）粗大误差由于某种过失引起的明显与实际不符的误差称为粗大误差，