《误差分析处理》PPT课件

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1、误差分析处理测量误差基本概念测量误差的表示测量误差的分类有效数字系统误差的消除主要内容随机误差的处理粗大误差的剔除测量误差基本概念真值——指被测量在一定条件下客观存在的、实际具备的量值。真值是不可确切获知的，实际测量中常用“约定真值”和“相对真值”。约定真值是用约定的办法确定的真值，如砝码的质量。相对真值是指具有更高精度等级的计量器的测量值。标称值——计量或测量器具上标注的量值。如标准砝码上标注的质量数。示值——由测量仪器（设备）给出的量值，也称测量值或测量结果。测量误差——测量结果与被测量真值之间的差值。误差公理——一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学试验的过程

2、之中。研究误差的目的是找出适当的方法减小误差，使测量结果更接近真值。重复性——在相同条件下，对同一被测量进行多次测量所得到的结果之间的一致性。相同条件包括：相同的测量程序、测量方法、观测人员、测量设备和测量地点等。测量不确定度——表示测量结果不能肯定的程度，或说是表征测量结果分散性的一个参数。它只涉及测量值，是可以量化的。经常由被测量算术平均值的标准差、相关量的标定不确定度等联合表示。测量误差基本概念准确度——是测量结果中系统误差与随机误差的综合，表示测量结果与真值的一致程度，由于真值未知，准确度是个定性的概念。测量误差的表示3）引用误差——绝对误差与测量仪表量程之比。按最

3、大引用误差将电测量仪表的准确度等级分为7级，指数a分别为：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。2）相对误差——绝对误差与真值之比：在误差较小时，可以用测量值代替真值，称为示值相对误差γx。1）绝对误差——示值与真值之差。它的负值称为修正值。称为修正值或补值。所以电测量仪表在使用中的最大可能误差为：【例】某1.0级电压表，量程为300V，求测量值Ux分别为100V和200V时的最大绝对误差ΔUm和示值相对误差γUx。测量误差的表示测量误差的分类按产生原因分类1）方法误差:方法误差是由于检测系统采用的测量原理与方法本身所产生的测量误差，是制约测量准确性的主要

4、原因；2）环境误差:环境误差是由于环境因素对测量影响而产生的误差。例如环境温度、湿度、灰尘、电磁干扰、机械振动等存在于测量系统之外的干扰会引起被测样品的性能变化，使检测系统产生的误差；按产生原因分类5）随机误差：相同条件下测量产生的偶然误差（重复测量）。3）装置误差：装置误差是检测系统本身固有的各种因素影响而产生的误差。传感器、元器件与材料性能、制造与装配的技术水平等都直接影响检测系统的准确性和稳定性产生的误差；4）处理误差：数据处理误差是检测系统对测量信号进行运算处理时产生的误差，包括数字化误差、计算误差等；测量误差的分类按误差性质分类1）系统误差——在重复条件下，对同一

5、物理量无限多次测量结果的平均值减去该被测量的真值。系统误差大小、方向恒定一致或按一定规律变化。测量误差的分类3）粗大误差——明显超出规定条件下预期的误差，它是统计异常值。应剔除含有粗大误差的测量值。产生原因主要是读数错误、仪器有缺陷或测量条件突变等。2）随机误差——测量示值减去在重复条件下同一被测量无限多次测量的平均值。随机误差具有抵偿特性。产生原因主要是温度波动、振动、电磁场扰动等不可预料和控制的微小变量。测量误差的分类1）数据的舍入规则：四舍五入，末位取偶，一次舍入到位。目的是使正负舍入误差的概率近似相等。例如：将下列数据四舍五入，保留两位小数。12.4344≈12.4

6、325.3250≈25.3263.73501≈63.7417.6950≈17.702）有效数字：从左边第一个非零数字到最末一位数字为止的全部数字称为有效数字。它所隐含的意义是该数据的极限误差不超过其有效数字末位的半个单位。3）有效数字位数的确定：测量结果的最末一位与测量不确定度的位数对齐。有效数字系统误差的消除根据不同测量目的，对测量仪器、仪表、测量条件、测量方法及步骤等进行全面分析，发现系统误差，采用相应的措施来消除或减弱它。分析系统误差产生的根源，从产生的来源上消除：仪器、环境、方法、人员素质等。分析系统误差的具体数值和变换规律，利用修正的方法来消除：通过资料、理论推导

7、或者实验获取系统误差的修正值，最终测量值＝测量读数＋修正值。针对具体测量任务可以采取一些特殊方法，从测量方法上减小或消除系统误差，如：差动法、替代法。多次测量求平均值不能减小系统误差随机误差的处理随机误差的统计特性随机测量数据的分布随机测量数据的特征参数随机误差处理随机测量数据的置信度随机误差的统计特征测量品种产品直径测量值平均值1234567891011产品113.013.113.312.813.112.713.213.012.812.913.213.0产品214.614.214.314.714.514.314.