《误差分析》PPT课件

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1、第6章测量误差分析与试验数据处理6.1测量误差概述6.2异常数据的取舍6.3直接测量参数和间接测量参数测定值的处理6.4静态试验数据分析6.5动态试验数据分析6.6数字信号分析与处理思考题学习目的正确认识误差的性质、分析产生原因、清除或减小误差正确处理测量和实验数据，合理计算取得结果，以便在一定条件下得到真实值的数据正确组织实验过程，合理设计仪器或选用仪器和测量方法，得到理想结果提出更加完善的评价和确定真值的有效方法找出有效的检测手段和误差补偿方法为精确设计与实验数据处理打基础测试技术基础基本理论§6.1.1测量误差的定义定义：Δx–测量误差x–测量结果x0–真值测量结果与其真值的差异真值：被

2、测量的客观真实值理论真值：理论上存在、计算推导出来如：三角形内角和180°约定真值：国际上公认的最高基准值光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485如：基准米(氪-86的能级跃迁在真空中的辐射波长)相对真值：利用高一等级精度的仪器或装置的测量结果作为近似真值1m=1650763.73λ标准仪器的测量标准差<1/3测量系统标准差→检定定性概念，定量表示误差绝对误差相对误差粗大误差系统误差随机误差表示形式性质特点6.1测量误差概述示值是指测试仪器(或系统)指示或显示(被测量)的数值，也叫测量值或读数。由于传感器不可能绝对精确，信号调理、数/模转换不可避免地存在误差，加上环境因素和干扰等因

3、素，都可使得示值与实际值存在偏差。2.测量误差的定义及表示方法测试系统(仪器)的误差通常有以下几种表示形式:(1)绝对误差被测量的测定值X和真实值X0之间的代数差，称为绝对误差，通常称为误差，即上一页下一页返回6.1测量误差概述(2)相对误差绝对误差与被测量的真实值的比值，称为相对误差，常用百分数表示，即(3)引用误差测试系统测量值的绝对误差△x与测量范围上限或量程L之比值，称为测试系统测量值的引用误差γ，通常以百分数表示。引用误差是一种简化和实用方便的仪器仪表示值的相对误差，即上一页下一页返回绝对误差＝测量值－真值(简称误差)说明：a)绝对误差可为＋,－b)如用尺子和卡尺测量试件尺寸分别20

4、0.5mm和200.36mm则：绝对误差＝200.5－200.36=0.14mm绝对误差解：G1的相对误差为：/G1＝2/50×100%=4%G2相对误差为：/G2＝50/2000×100%=2.5%例1：测量某值质量G1＝50g，误差＝2g，另一质量G2=2kg，误差＝50g，两者那种效果好?例2：经检定发现，量程为250V的2.5级电压表在123V处示值误差最大为5V，问该电压是否合格?结果：小于最大允许引用误差，表合格解：按表精度等级规定，2.5级表最大允许引用误差为2.5%，而该表实际情况为：为了减小测量误差，提高测量准确度，就必须了解误差来源。而误差来源是多方面的，在测量过程中，几乎

5、所有因素都将引入测量误差。主要来源测量原理误差测量装置误差测量环境误差测量人员误差基本理论(1)原理误差：测量原理和方法本身存在缺陷和偏差近似：如：非线性比较小时可以近似为线性假设：理论上成立、实际中不成立如：误差因素互不相关(2)装置误差：测量仪器、设备、装置导致的测量误差机械：零件材料性能变化、配合间隙变化、传动比变化、蠕变、空程电路：电源波动、元件老化、漂移、电气噪声(3)环境误差：测量环境、条件引起的测量误差空气温度、湿度，大气压力，振动，电磁场干扰，气流扰动，(4)使用误差：理论分析与实际情况差异方法：测量方法存在错误或不足如：采样频率低、测量基准错误读数误差、违规操作、测量误差仪器

6、影响方法随机系统疏失精密度人身准确度可取性精确度测量结果评定误差来源、分类及测量结果评定（1）系统误差在相同的测量条件下，多次测量同一物理量，误差不变或按一定规律变化着，这样的误差称为系统误差。系统误差等于误差减去随机误差，是具有确定性规律的误差，可以用非统计的函数来描述。系统误差又可按下列方法分类。①按对误差的掌握程度可分为：已定系统误差和未定系统误差。②按误差的变化规律可分为：定值系统误差、线性系统误差、周期系统误差和复杂规律系统误差。性质：有规律，可再现，可以预测原因：原理误差、方法误差、环境误差、使用误差处理：理论分析、实验验证→修正夏天摆钟变慢的原因是什么？(2)系统误差(syste

7、merror)§12.1.4测量误差的性质与分类(1)特点：多次测量下，绝对值和符号不变，或按一定规律变化(2)原因：a)仪器结构不良：装置设计不合理，采用近似方法b)环境改变：温度影响(3)鉴别方法：a)观测值总往一个方向偏差b)误差大小和符号在多次重复多次观测中几乎相同c)经过矫正和处理可以消除误差（2）随机误差产生误差的原因及误差数值的大小、正负是随机的，没有确定的规律性，或者说带有偶然性，