《系统误差》PPT课件

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1、系统误差第3章3-1主讲：马冰教学目的和要求：通过本章内容的教学，使学生对系统误差的产生原因、特征和消除方法，有一个整体的认识。要求学生清楚系统误差的产生原因、特点和分类方法；了解系统误差处理的原则，了解系统误差的发现方法；初步掌握定值系统误差和变值系统误差的减弱和消除方法。3-2主要内容：1．概述：系统误差的定义、产生原因、特点、分类。2．系统误差对测量结果的影响：恒定系统误差对测量结果的影响、变值系统误差对测量结果的影响。3．系统误差的发现方法：实验对比法、残余误差观察法、马列科夫准则、计算数据比较法、秩和检验法、t检验法。4.系统误差的一般处理方法：消除系统误差

2、的措施、恒定系统误差的减弱和消除方法、变值系统误差的减弱和消除方法、系统误差的消除准则。3-3第一节系统误差概述3-4一、系统误差定义所谓系统误差是指在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。3-5注：如真值一样，系统误差及其原因不能完全获知。在同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，称为系统误差。例如仪器的刻度误差和零位误差，或值随温度变化的误差。特点：具单向性（大小、正负一定）可消除（原因固定）重复测定重复出现3-6二、系统误差产生的原因系统误差是由人们可

3、掌握，可控制，可调节，理论上能消除的较大因素造成系统误差是可以设法预测的。测量装置的因素测量方法的因素测量环境的因素测量人员的因素3-7①测量仪器方面的因素:如仪器设计上的缺点，刻度不准，仪表未进行校正或标准表本身存在偏差，安装不正确等；②环境因素:如外界温度、湿度、压力等引起的误差；③测量方法因素:如近似的测量方法或近似的计算公式等引起的误差；④测量人员的因素:测量人员的习惯和偏向或动态测量时的滞后现象等，如读数偏高或偏低所引起的误差。针对以上具体情况分别改进仪器和实验装置以及提高测试技能予以解决。3-8激光数字波面干涉仪的系统误差来源激光波长系统漂移标准镜面局部缺

4、陷的固定电噪声干涉视场的系统噪声波差多项式模型误差3-9三、系统误差的分类与特征1.分类恒定（常量）可变（线性、周期性、其他复杂规律）(2)根据对系统误差的掌握程度分类。(1)根据系统误差在测量过程中所具有的不同变化特性分类。已定的未定的3-102.特征(1)无补偿性：影响算术平均值的估计。(2)可变系统误差影响测量结果分散性的估计。三、系统误差的分类与特征3-11定值系统误差定义：在整个测量过程中，误差大小和符号均固定不变的系统误差。某量块的公称尺寸为10mm，实际尺寸为10.001mm,误差为-0.001mm,若按公称尺寸使用,则始终会存在-0.001mm的系统误

5、差。某千分尺零位位置不指零，也会在使用过程中造成对每次测量量值读数的一个常量的零值误差。3-12变值系统误差定义：在整个测量过程中，误差的大小和符号随着测量位置或时间的变化而发生有规律的变化。线性（累进）变化系统误差周期性变化系统误差复杂规律变化系统误差3-13线性变化系统误差定义：在整个测量过程中，随着测量位置或时间的变化，误差值成比例地增大或减小，称该误差为线性变化系统误差。刻度值为1mm的标准刻尺，存在刻划误差，每一刻度间距实际为，若用它与另一长度比较，得到比值为，则被测长度的实际值为由于测量值为，故产生的系统误差是随测量值的大小而线性变化的。3-14线性变化系

6、统误差举例某长度为1金属刻尺的材料随温度变化的线膨胀系数为，则在使用其测长时在偏离标准温度(200C)50C的条件下引起的测长误差可视为随温度线性变化的系统误差有3。在丝杠测量中，由于丝杠轴心线安装偏斜所造成的螺距累积误差，是随牙数或螺距的测量长度而线性变化的系统误差。3-15线性变化系统误差举例线性变化系统误差举例周期性变化系统误差定义：在整个测量过程中，随着测量位置或时间的变化，误差按周期性规律变化的，称其为周期性变化系统误差。仪表指针的回转中心与刻度盘中心有一个偏离值，则指针在任一转角处引起的读数误差为。此误差变化规律符合正弦曲线规律，当指针在00和1800时误

7、差为零，而在900和2700时误差绝对值达最大。某齿轮、光学分度头中分度盘等安装偏心引起的齿轮齿距误差、分度误差，都是属于正弦规律变化的系统误差。3-18复杂规律变化系统误差定义：在整个测量过程中，随着测量位置或时间的变化，误差按确定的更为复杂的规律变化，称其为复杂规律变化系统误差。微安表的指针偏转角与偏转力矩不能保持线性关系，而表盘仍采用均匀刻度所产生的误差。复杂规律一般可建立诸如代数多项式、三角多项式或其他正交函数多项式等数学模型来描述。3-19各类特征系统误差图示曲线a是恒定系统误差，曲线b是线性变化系统误差，曲线c是非线性变化系统误差，曲线d