误差理论和测量数据处理

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1、第一章误差理论和测量数据处理第一节引言1．1无线电测量的意义关于测量的概念，是在我们的生活和生产实践中形成的。买布作衣服，就要用尺子量一量；买米买肉，要用秤来秤一秤；身体不舒服，要用体温表量一量体温；作什么事，往往要看一看钟表，以便确定时间。------这些都是测量。至于科学技术，尤其是现代科学技术，更离不开测量了。例如汔车，有几千个零件，在生产时，尺寸如果量得不准，往往只要有一发之差，就装不上去。没有高度准确的测量，现代科学技术和现代工业生产就不可能进行。对电子技术来说，问题就显得更加突出一些。很多电现象是直接用眼睛看不到，用手摸不着的，必须用无线电测量技术才能取得质和量的轨律。测量：是人类

2、认识和改造客观世界的一种必不可少的重要手段；是在认识客观事物的过程中，通过实验的方法对客观事物取得定量的信息，这个过程就称为测量。无线电测量：凡是利用无线电电子学技术进行的测量称为无线电测量或电子测量。测量是在科学技术、工农业生产，国内外贸易，国防建设，工程项目和日常生活的各个领域中不可缺少的一项工作。测量的目的是确定被测量的量值。测量的质量往往会直接影响到国家，企业和人民群众的经济利益。例如：对卫星发射系统的某一部件测量不准可导致卫星发射失败；对出口货物称量不准时，多了会白送给外商，少了就要赔款，造成经济损失；现在市场上的假冒伪劣商品和建筑行业的豆腐渣工程等，从技术上来讲，都是检验时测量不严

3、格或者逃避检测所造成。在技侦装备的研制和使用过程中，如果某些器件，部件，分机或系统测量不准，或调试得不准确，会造成侦收结果的误码率过高，甚至收不到信息，使工程遭失挫折。因此，当报告测量结果时，必须对测量结果的质量给出定量的说明，以确定测量结果的可信程度。测量不确定度就是对测量结果的质量的定量评定。测量结果是否有用，取决于其不确定度大小，所以测量结果必须有不确定度说明，才是完整的和有意义的。1．2测量不确定度六十年代以前，测量结果的质量用误差来表示；七十年代和八十年代，测量结果的质量用准确度来表示；测量误差和测量准确度都是在理想条件下定义的，都要使用“真值”来进行计算，而真值是不可能知道的，因此

4、，对测量结果的质量不可能准确地定量评定。在七个国际组织的建议和支持下，30个国家的专家经过十多年（1977——1993年）的研究论证，于1993年由国际标准化组织以七个国际组织的名义发布了ISO1993（E）公告《测量不确定度导则》这七个国际组织是：BIPM国际计量局IEC国际电工委员会IFCC国际分析化学联盟ISO国际标准化组织IVPAC国际应用化学联盟IRPAP国际应用物理联盟OIML国际法制计量组织现已在全世界推广应用。我国国防系统1996年发布文件，要求与国际接轨，采用这一标准。测量不确定度的定量表示是一个较新的概念，它的应用具有广泛性和普遍性。正如国际单位制计量单位已渗透到各种科学技

5、术的测量领域并被全世界采用一样，所有的测量都要给出测量结果，并给出测量结果的质量指标——测量不确定度。无论哪个学科领域的测量都要用到测量不确定度。尤其在全球经济和市场激烈竟争的今天，测量不确定度表示方法的统一是国际贸易和技术交流所不可缺少的，它可使各国进行的测量和得到的结果进行相互比对，取得相互的承认和共识，促进科学技术的发展。我国要取得国际经济和市场中的平等竟争地位，必须在各方面与国际接轨，包括我国出具的鉴定报告，测试报告，学术报告、技术规范、产品标准、甚至合同、协议等文件中，有关测量结果和测量不确定度的表述，都应该采用与国际一致的表达方式，因此应该学习国际标准化组织发布的ISO1993（E

6、）公告《测量不确定度表示导则》。第一节误差和不确定度的基本概念一、误差和不确定度的有关术语1．测量误差（1）被测量measurand定义：受测量的特定量。被测量的真值就是被测量的定义值，又称被测量值。被测量的定义通常要规定某些特定物理状态条件。例如：标称值为1m长的钢棒，要测准到微米量级时，应规定定义长度的温度和压力，因此被测量可定义为：某棒在25.00°C及101325Pa时的长度（若有必要，还可能加湿度、棒的支撑方式等条件）。若只测到毫米量级，其定义就无需规定温度、压力或其他条件。（2）影响量influencequantity定义：不是被测量但对测量结果有影响的量。例如：用千分尺测棒的长度

7、时受温度的影响，则长度是被测量，温度是影响量。用电压表测量电压源的输出电压时受频率的影响，则电压是被测量，频率是影响量。(3)测量结果resultofameasurement定义：由测量所得的赋予被测量的值。测量结果通常是多次重复测量的测量值的算术平均值，有未修正的测量结果，和已修正的测量结果。对间接测量和组合测量来说，测量结果还需由测量值通过计算得到。（4）测量误差errorofmeasurem