电气测试技术 第一章 电测基本知识2-2误差课件.ppt

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1、第一章电工仪表及测量的基本知识2-2一、内容提要:电工仪表基本原理及概念;测量相关概念;测量误差及其消除方法;误差估计。二、重点:测量;准确度误差1第五节测量误差及消除方法一、误差1、误差:测量结果与真实值间存在差异;2、原因:测量方法、设备、环境、人员等;实验方法所限:方法不同结果不一样。如抽样调查中的代表性误差(抽样平均误差),仪器本身;因为任何仪器都有一定的灵敏域和精确度。环境的变更;如温度,纬度,湿度,电磁场的变化。操作人员的素质。每个人生理条件的不同,受教育,训练的程度不同。值得强调的是,误差不是错误,测量结

2、果包含了误差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。测量结果数值要用有效数字来表示。23、区分:精度与误差精度与误差是反映测量结果真实性的两个相辅相成的概念。误差表示测量值偏离真值的程度;精度表示测量值接近真值的程度。习惯上所说的精度其含义是什么?为此需明确以下三个概念。精密度:指多次重复测量中,测量读数重复一致的程度。表征测量结果中的随机误差大小的程度。准确度(正确度):指测量结果与真值的偏离程度。表征测量结果中的系统误差大小的程度。精确度:是测量结果中系统误差与随机误差的综合。指测量结果与真值的一致程度。4、分类:(1)

3、系统误差(2)随机误差(偶然误差)(3)粗差(疏失误差)第五节测量误差及消除方法3二、系统误差1、定义:在相同的测量条件下,多次测量同一个量时,测量结果向一个方向偏离,其数值恒定或按一定规律变化,这种误差称为系统误差。2、判断:数值恒定或按一定规律变化3、原因:(1)仪器误差:这是由于仪器本身的缺陷而造成的误差;(2)环境误差:没有按规定条件使用仪器而造成的误差;(3)方法(理论)误差:由于测量方法、测量所依据的理论公式的近似,或实验条件不能达到理论公式所规定的要求等而引起的误差;(4)人员误差:由于测试人员的自身生理或

4、心理特点造成的误差。4、消除:(1)消除误差根源:仪表、方法、环境、操作水平;(2)利用校正值r得到实际值A0:r=A0-Ax=-AA0=Ax+r(3)特殊方法:替代法、正负误差补偿法。5、系统误差大小可以用准确度表达。第五节测量误差及消除方法4三、随机误差1、定义:在同一条件下,对某一量多次重复测量时,各次的大小和符号均以不可预定的规律变化的误差,谓之随机误差或偶然误差。2、特征(判断):具有不确定性,个别出现的偶然性而多次重复测量总体呈现统计规律,服从正态分布;其统计特征如下:①有界性②对称性③单峰性④递减性

5、3、原因:它的产生是由测量过程中出现的各种各样不显著而又难于控制的随机因素综合影响所造成。电源电压频率波动、电磁场微变、热起伏、空气扰动、大地微震、人员感官生理变化等。4、消除:由于随机误差具有以上这些特性,所以在工程上可以对被测量进行多次重复测量的算术平均值表示被测量的真值。5、随机误差大小可以用精密度表达。第五节测量误差及消除方法5四、粗差1、定义:测量误差明显地超出正常值,严重偏离测量结果的误差。2、特征(判断):明显地超出正常值。3、原因:人员的疏失,如测错、读错、记错或计算错误等;或测试条件突变所致。4、消除:

6、剔除。含有过失误差的测量数据是不能采用的,必须利用一定的准则从测得的数据中剔除。如比赛中采用的“去掉一个最大值和最小值的计分方法,以及数据处理中常采用的Ax-Ã3原则等即是典型的例子。第五节测量误差及消除方法6第五节测量误差及消除方法(a)图表明数据均值(近似真值)偏离真值A远,且数据的离散性大;前者说明测量的系统误差大,准确度差;后者说明随机误差大,即精密度差(重复性差)。(b)图表明数据的算术平均值偏离真值A近,系统误差小,即准确度好,而随机误差与(a)差不多,既精密度差。(c)与(b)相反,数据均值偏离真值

7、A较远,系统误差大,正确度差而数据又相对密集,随机误差小,说明重复性好,既精密度好。(d)表明数据相对真值A密集,系统误差小,随机误差也小。即精确度好。7第六节试验数据的处理及误差估算一、数据处理1、有效数字(1)一个数据位数的多少应与误差大小相对应。因此提出了有效数字的概念。(2)从左边第一个非零数字起至右边含有误差的一位为止,中间的所有数字都为有效数字。如电流值为100A,表示数据有三位有效数字。为避免误解,可根据有效数字的位数将其写成10的乘幂形式。如2.5x103表示数据为两位有效数字,1.20X103表示数据有

8、三位有效数字。(3)对于误差来说,只保留一两位有效数字就够了,因为误差本身就是一个估计数。2、有效数字的运算规则(1)加、减运算乘、除法则:要把小数位数多的数据进行舍入处理;使其比小数位数最少的数据只多一位小数。计算结果再做舍入处理时应保留的小数位数要与参与运算的原近似数中小数位数最少的那个相同。(2)乘方、开方法则

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