土木工程试验与测试技术 课件 第13章 测试数据整理与分析.pptx

13测试数据整理与分析

13.1概述定义：将原始数据经过整理换算和误差分析后，通过统计和归纳，得岀试验结果。常用的试验数据和试验结果表达方式有列表表示法、图形表示法和经验公式表示法，它们将试验数据按照一定的规律和科学合理的方式表达，对数据进行分析，从而能直观、清楚地反映试验结果。

13.2数据的表达方式列表格法的优点是简单易行，形式紧凑，便于数据的比较和参考。列表时，表的名称应简明扼要，对于表格中那些不加说明即可了解的名称及单位，应尽可能用符号表示，数字的写法应整齐统一。表格方式用图形来表达试验数据可以更加清楚、直观地表现各变量之间的关系，土木工程试验中较常用的是曲线图和形态图。图形方式试验中，由于模型制作、量测仪器、加载设备及试验人员的错觉等都可能引起试验结果的误差。因此，必须对试验结果进行处理，整理出各个物理量之间的函数关系，由此确定理论推导出的公式中的一些系数，或者完全用试验结果分析得出各物理量之间的函数关系式。函数方式

13.3数据的整理和换算13.3.1偶然误差的分布每一个分析结果都是要通过一系列的操作步骤后获得的，而其中的每一个步骤可能发生的误差都会对分析结果产生影响，称为误差的传递。在对试验结果进行数据处理时，常需要若干个直接测量值计算某些物理量的值。它们之间的关系可以用下面的函数形式表示：13.3.2误差的传递普遍认为偶然误差服从正态分布，它的分布密度函数为：式中：xi-x——偶然误差；xi——减去其他误差后的实测值；x——真值。

13.4误差分析系统误差又称之为经常误差，它是由某些固定的原因所造成的。其特点是在整个测量过程中总是有规律地存在着，其大小和符号都不或按某一规律改变。由于系统误差的大小是固定(或按一定规律改变)的所以它的误差是可以测定的，故又将系统误差称之为可测误差。。系统误差随机误差是由一些随机的偶然因素造成的，它的绝对值和符号变化无常。但如果对同一对象进行大量的测量，可以发现随机误差的数值分布符合一定的统计规律般认为其服从正态分布随机误差试验中，由于模型制作、量测仪器、加载设备及试验人员的错觉等都可能引起试验结果的误差。因此，必须对试验结果进行处理，整理出各个物理量之间的函数关系，由此确定理论推导出的公式中的一些系数，或者完全用试验结果分析得出各物理量之间的函数关系式。过失误差

13.4误差分析系统误差又称之为经常误差，它是由某些固定的原因所造成的。其特点是在整个测量过程中总是有规律地存在着，其大小和符号都不或按某一规律改变。由于系统误差的大小是固定(或按一定规律改变)的所以它的误差是可以测定的，故又将系统误差称之为可测误差。。系统误差随机误差是由一些随机的偶然因素造成的，它的绝对值和符号变化无常。但如果对同一对象进行大量的测量，可以发现随机误差的数值分布符合一定的统计规律般认为其服从正态分布随机误差试验中，由于模型制作、量测仪器、加载设备及试验人员的错觉等都可能引起试验结果的误差。因此，必须对试验结果进行处理，整理出各个物理量之间的函数关系，由此确定理论推导出的公式中的一些系数，或者完全用试验结果分析得出各物理量之间的函数关系式。过失误差

13.4.2.1单次误差的直接计算在条件许可的情况下，我们总是采用多次测量，求其算术平均值作为最佳值。对误差进行统计分析时，同样需要计算三个重要的统计特征值，即算术平均值、标准误差和变异系数。13.4.2.2多次直接测量误差的计算在实际工作中，有时不可能进行重复测量，或者在精度要求不高的情况下只进行一次测量，称为单次直接测量。单次直接测量的测得值就作为最佳值，其测量误差可以用仪器本身的误差(仪器误差)来计算。对仪器误差的估计，我们可分以下几种情况进行讨论：（1）有刻度的仪器表。如果未标出精度等级或精度密度，取其最小分度值的一半作为测量仪器误差。（2）标有精度的仪器表。对于有精度的仪器，可以取精度的1/2作为测量仪器误差。（3）标有精度等级的仪器仪表。可按仪器的标牌上(或说明书上)注明的精度等级及相关公式计算误差。（4）仪表和数字显示的仪器仪表。取其末位的最小数值为测量仪器误差。13.4误差分析

13.4.3系统误差修正在实际测量过程中，不可避免会遇到个别测量值误差较大，很难对其作出合理的解释，我们称这些个别数据为可疑数据，处理时应当把它们从试验数据中剔除，通常认为其中包含有过失误差。根据误差的统计规律，绝对值越大的随机误差，其出现的概率越小；随机误差的绝对值不会超过某一范围。因此可以选择一个范围对各个数据进行鉴别，如果某个数据的偏差超岀此范围，则认为该数据中包含过失误差，就应剔除。13.4.4可疑数据的处理系统误差由于产生的原因较多、较复杂，从数值上看，常见的系统误差有“固定的系统误差”和“变化的系统误差”两类。固定的系统误