測量誤差的分析與處理.ppt

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1、測量誤差的分析與處理由于測量過程中所用儀表準(zhǔn)確度的限制、環(huán)境條件的變化、測量方法的不夠完善以及測量人員生理、心理上的原因，測量結(jié)果與被測真值之間不可避免地存在差異，該差異被稱為測量誤差。因而只有在得到測量結(jié)果的同時，指出測量誤差的范圍，所得的測量結(jié)果才是有意義的。測量誤差分析的目的是：根據(jù)測量誤差的規(guī)律性，找出消除或減少誤差的方法，科學(xué)地表達(dá)測量結(jié)果，合理地設(shè)計測量系統(tǒng)。引言1、測量誤差的定義：測量誤差=測得值-真值客觀真實值（未知）1m=1650763.73?實驗結(jié)果---實驗數(shù)據(jù)---與其理論期望值不完全相同①約定真值：世界各國公認(rèn)的

2、幾何量和物理量的最高基準(zhǔn)的量值③相對真值：標(biāo)準(zhǔn)儀器的測得值或用來作為測量標(biāo)準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)器的值如：米---公制長度基準(zhǔn)?---氪-86的2p10-5d5能級間躍遷在真空中的輻射波長測量所得數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的真值之差---1）絕對誤差?x=x–x0②理論真值：設(shè)計時給定或用數(shù)學(xué)、物理公式計算出的給定值光在真空中1s時間內(nèi)傳播距離的1/2997924852、誤差的特點普遍性---所有的測量數(shù)據(jù)都存在誤差---不可避免的最高基準(zhǔn)的測量傳遞手段（測量儀器/測量方法）---不絕對準(zhǔn)確①“米制”建議（18世紀(jì)末法國科學(xué)院）---“米”定義（1791年法國國會

3、）---通過巴黎的地球子午線長度的四千分之一---鉑桿“檔案尺”（1799年）---兩端之間的距離---第一個實物基準(zhǔn)長度：“檔案尺”變形---較大誤差---廢棄（1872年米制國際會議）②鉑銥合金的X形尺---米原器（1889年第一次國際計量大會）---中性面上兩端的二條刻線在0?C時的長度---?（1~2）?10-7（復(fù)現(xiàn)精度）③自然基準(zhǔn)（1960年第十一次國際計量大會）---廢棄米原器---Kr-86的2p10-5d5能級間躍遷在真空中的輻射波長的1650763.73倍。---?（0.5~1）?10-8（復(fù)現(xiàn)精度）④“米”新定義（1

4、983年第十七屆國際計量大會）---光在真空中1s時間內(nèi)傳播距離的1/299792485---?1.3?10-10（復(fù)現(xiàn)精度）①減小誤差的影響，提高測量精度測量精度---測量技術(shù)水平的主要標(biāo)志之一精度提高受到限制---測量誤差的影響作出評定②對測量結(jié)果的可靠性給出評定（精確度的估計）與檢測系統(tǒng)的組成和各組成環(huán)節(jié)有關(guān)3、誤差原因性質(zhì)、狀態(tài)、條件以及被測量的種類、狀態(tài)③檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)所使用的材料性能和制造技術(shù)引起的誤差⑤檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)動力源的變化引起的誤差⑥檢測系統(tǒng)器件特性變化引起的誤差---偏離設(shè)定值⑦檢測環(huán)境引起的誤差⑧檢測方法誤差⑨檢測

5、人員造成的誤差①由被測對象本身引起的誤差②因檢測理論的假定產(chǎn)生的誤差實際情況與假定情況不符④組成檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞特性方面產(chǎn)生的誤差人員視覺、讀數(shù)誤差、經(jīng)驗、熟練程度、精神方面原因（疲勞）環(huán)境條件（溫度、濕度、氣壓等）差異器件的性能電流、電壓、氣壓、液壓等檢測方法、采樣方法、測量重復(fù)次數(shù)、取樣時間方法誤差2.1測量誤差和不確定度2.1.1△測量誤差的分類2.1.2△衡量測量結(jié)果2.1.3△不確定度2.1.1、誤差分類按誤差來源：裝置誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、人員誤差①系統(tǒng)誤差（Systemerror）由特定原因引起、具有一定因果關(guān)系并按

6、確定規(guī)律產(chǎn)生按掌握程度：已知誤差、未知誤差按特性規(guī)律：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差---有規(guī)律可循裝置、環(huán)境、動力源變化、人為因素再現(xiàn)性---偏差（Deviation）理論分析/實驗驗證---原因和規(guī)律---減少/消除②隨機(jī)誤差（Randomerror）因許多不確定性因素而隨機(jī)發(fā)生偶然性（不明確、無規(guī)律）概率和統(tǒng)計性處理（無法消除/修正）③粗大誤差（Abnormalerror）檢測系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)發(fā)生異常和故障等引起異常誤差---混為系統(tǒng)誤差和偶然誤差---測量結(jié)果失去意義分離---防止按變化速度：靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差2.1.2、檢測精度-衡

7、量測量結(jié)果---檢測系統(tǒng)的基本內(nèi)容不同場合---檢測精度要求不同例：服裝裁剪（身長/胸圍）---半厘米；發(fā)動機(jī)活塞直徑---微米級精度高---系統(tǒng)復(fù)雜---造價高---系統(tǒng)誤差大小的反映坐標(biāo)原點---真值點的位置按誤差原因：點---多次測量結(jié)果①正確度：表征測量結(jié)果接近真值的程度②精密度：反映測量結(jié)果的分散程度（針對重復(fù)測量而言）---表示隨機(jī)誤差的大?、蹨?zhǔn)確度：表征測量結(jié)果與真值之間的一致程度---系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合反映例：2.1.3不確定度測量的不確定度是表示用測量值代表被測量真值的不肯定程度。它是對被測量的真值以多大的可能性處

8、于以測量值為中心的某個量值范圍之內(nèi)的一個估計。不確定度是測量準(zhǔn)確度的定量表示。不確定度越小，其準(zhǔn)確度越高。在評定測量結(jié)果的不確定度時，應(yīng)先行剔除壞值并對測量值盡可能地進(jìn)行修正。根據(jù)誤差的性質(zhì)，