第1章测量技术理论基础.ppt

当 1时，则 系统的输入输出关系为 ≈ 经整理可得 此系统的输入输出关系由反馈环节的特性决定，放大器等环节特性的变化不会造成测量误差，或造成的误差很小。 1.1 测量基础知识——测量仪表 1.1 测量基础知识——测量仪表 3、仪表的基本性能 P5 评价仪表品质的指标是多方面的，但作为仪表的基本性能，主要是衡量仪表测量能力的那些指标，如精确度、稳定性、测量范围、动态特性等。 第一章　测量技术基础 1.1 测量基础知识 1.2 测量误差 1.3 误差分析与处理技术 1.2 测量误差 基本概念 分类及表示方法 1. 绝对误差 绝对误差是测量值与被测量真值之间的差值。 2. 相对误差 由于绝对误差不能确切地反映出测量的准确度，所以引出相对误差的概念。相对误差是绝对误差与真值之比。 3. 引用误差 引用误差实际上是一种实用方便的相对误差，只是将相对误差计算时分母由真值（或测量值）换成测量范围的上限即可。也就是说，引用误差是绝对误差与测量范围上限之比。由于测量范围上限与被测量大小无关，因此，它实质上是一个绝对误差的最大值。 1.2 测量误差--基本概念 1.2 测量误差—分类及表示方法（1） 由大量偶然因素的影响而引起的测量误差称为随机误差。 （1）对同一被测量进行多次重复测量时，随机误差的绝对值和符号将不可预知地随机变化，但总体上服从一定的统计规律。 （2）随机误差决定了测量的精密度。 （3）随机误差不能用简单的修正值法来修正，只能通过概率和数理统计的方法去估计它出现的可能性。 在一定的条件下，对同一被测量进行多次重复测量，如果误差按照一定的规律变化，则把这种误差称为系统误差。 （1）系统误差决定了测量的准确度。 （2）系统误差是有规律性的，因此可以通过实验或引入修正值的方法一次修正给以消除。 1.随机误差 2.系统误差 3.粗大误差 在一定测量条件下，测量值明显偏离实际真实值所形成的误差称为粗大误差。 （1）含有粗大误差的测量值称为坏值。坏值不能反映被测量的真实结果。 （2）对于粗大误差，首先应设法判断是否存在，如存在，则需将坏值剔除。 根据误差出现的规律可将误差如下三种： 1.2 测量误差—分类及表示方法（2） 根据使用条件来划分，可将误差分为如下两种： 1.基本误差 测量仪表在标准条件下工作所具有的误差即为基本误差。 标准条件一般指检测系统在标定刻度时所保持的条件，如：电源电压(220±5)V、电网频率(50±2)Hz、环境温度(20±5)℃、湿度(65%±5%)RH。 2.附加误差 当使用条件偏离标准条件时，传感器和仪表就会在基本误差的基础上增加新的系统误差，称为附加误差。 第一章　测量技术基础 1.1 测量基础知识 1.2 测量误差 1.3 误差分析与处理技术 1.3 误差分析与处理技术 随机误差的统计处理 系统误差的处理 粗大误差的判别 测量数据的处理 误差的合成与分配 随机误差的分布可以在大量重复测量数据的基础上总结出来，当测量次数足够多时，测量过程中产生的误差服从正态分布规律。 —— 概率密度； σ—— 标准误差(均方根误差)； δ—— 随机误差。 1.3 误差分析与处理技术（1） 随机误差的统计处理： 1. 正态分布 随机误差分布规律的特点 ① 集中性。 ② 有限性。 ③ 对称性。 ④单峰性。?抵偿性。 正态分布曲线 正态分布规律曲线为一条钟形的曲线。 由于随机误差的出现是符合正态分布曲线的，因此它的出现概率就是该曲线下所包围的面积，该面积是全部随机误差出现的概率 之和，也就是应该等于1。 1.3 误差分析与处理技术（1） （1）算术平均值 在实际测量时，真值 一般无法得到。可以证明，随着测量次数的增多，算术平均值越来越接近真值，当无限大时，测量值的算术平均值就是真值。 2. 随机误差的评价指标 1.3 误差分析与处理技术（1） 标准误差 的求法（贝赛尔(Bessel)公式） 通常利用残余误差(简称残差又称剩余误差)来求得标准误差。所谓残差，是指测量值与该被测量的算术平均值之差，用 表示，即 贝赛尔(Bessel)公式 1.3 误差分析与处理技术（1） （2）标准误差(又称均方根误差) 算术平均值是反映随机误差的分布中心，而标准误差则反映随机误差的分布范围。标准误差越大，测量数据的分散范围也越大， 标准误差可以描述测量数据和测量结果的精度，是评价随机误差的重要指标。 残差 有一个重要特性，即 将多次测量的