能源与动力工程测试技术 课件 第三章 误差分析与测量不确定度.pptx

目录PAGEDIRECTORY绪论1测量技术的基本知识2误差分析与测量不确定度3温度测量4压力测量5流量测量7液位测量8气体成分及颗粒物测量9转速及功率测量10振动与噪声测量11流速测量6先进测试技术发展12

03第三章能源与动力学院误差分析与测量不确定度测量误差的概念及分类测量误差分析测量误差计算测量数据的处理和表达测量不确定度的评定

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念1849年，法国物理学家菲佐用旋转齿轮法首次在地面实验室中测量出光速为315000km/s；1862年，法国物理学家傅科将菲佐的旋转齿轮法改进为旋转镜法，得到光速为298000（±500）km/s；1926年，美国物理学家迈克尔逊又改进了傅科的实验，测得光速为299796（±4）km/s；1952年，英国实验物理学家费罗姆采用微波干涉仪法测得光速为299792.50（±0.10）km/s。傅科的旋转镜法实验装置D为旋转镜与固定镜之间的距离，θ为光的入射线与旋转镜之间的夹角

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念1、绝对误差（Absoluteerror）测量值与被测量真值之差称为测量的绝对误差，或测量误差：式中，Δx—绝对误差；x—测量值；x0—被测量真值。绝对误差或大或小、或正或负——是一个具有确定大小、符号及单位的量。若已知测量值和绝对误差，可由上式获得被测量的真值。测量误差是不可避免的

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念2、相对误差（Relativeerror）绝对误差与约定值之比称为相对误差：式中，m—被测量真值，常用约定值。3、基本误差（Intrinsicerror）仪表测量值中最大的示值绝对误差与仪表量程之比（即最大的引用相对误差），基本误差去掉“%”的数值定为仪表的精度：式中，Δxmax—最大误差值；Lm—仪表量程。m的几种取法：（1）m取测量仪表的指示值，则ρ称为标称相对误差（2）m取测量的实际值，则ρ称为实际相对误差（3）m取仪表的满刻度值，则ρ称为引用相对误差

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念例题3.1用1μm测长仪测量0.01m长的工件，其绝对误差=0.0006m，但用来测量1m长的工件时，绝对误差=0.0105m。前者的相对误差为：后者的相对误差为：可见，用绝对误差不便于比较不同量值、不同单位、不同物理量等的准确度。

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念例题3.2某被测电压为100V左右，现有一块0.5级，量程为300V的电压表和一块1.0级、量程为150V的电压表。选用哪一块电压表测量合适？若选用0.5级、量程为300V的电压表测量时：若选用1.0级、量程为150V的电压表测量时：可见，如果量程适当，用1.0级和0.5级电压表进行测量均可。但是考虑到仪表等级越高，成本越高，故选择1.0级电压表进行测量。

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念例题3.3检定一只2.5级、量程为100V的电压表，发现在50V处误差最大，其值为2V，而其它刻度处的误差均小于2V，问这只电压表是否合格？电压表的引用相对误差：2%2.5%，所以电压表合格。

第一节测量误差的概念及分类一、测量误差的概念例题3.4用一个测量范围为-50~200kPa的压力传感器测量140kPa压力时，传感器的指示值是142kPa。那么该示值的实际相对误差、标称相对误差和引用相对误差是多少？实际相对误差：标称相对误差：引用相对误差：

第一节测量误差的概念及分类二、测量误差的分类1、系统误差（Systemerror）在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或按一定规律变化，这类误差称为系统误差。前者称恒值误差，后者称变值误差。系统误差多属测量技术上的问题，具有规律性、影响程度可以确定，因此可消除或修正。测量仪器设计原理及制作上的缺陷。如刻度偏差，刻度盘或指针安装偏心，使用过程中零点漂移、安装位置不当。测量时的环境条件，如温度、湿度、电源电压、电磁场等与仪器使用要求不一致。采用近似的测量方法或近似的计算公式等。测量人员估读时习惯偏于某一方向等原因。

第一节测量误差的概念及分类二、测量误差的分类2、粗大误差（Grosserror）明显的歪曲了测量结果的误差称为粗大误差。大多是由于测量者粗心大意造成的，可以剔除。测量方法不当或错误。如用大量程的流量计测量小流量。测量操作疏忽或失误。如未按操作规程，读错读数或单位，或记录、计算错误。测量条件的突然变化。如电源电压突然增大或降低，累点干扰、机械冲击等引起测量仪器示值的剧烈变化等。

第一节测量误