Chapter 2-1测量误差分析与数据处理--140204.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,回答问题：,4.例举若干个你了解的带有词头的单位,1.何为“,量的真值,”,、“,约定真值,”,、“,实际值,”,由制造者为设备或仪器指定的在规定工作条件下量值。,2.何为“,额定值,”,满足规定精确度,用来代替真值的量值。在一定程度上接近真值的量值,，称为,实际值,。,在计量检定中，常将上级计量标准所复现量值称为下级计量器具的实际值。,在所处条件下被严格定义的量值,称为,真,值,。也可以理解为没有误差的量值。,根据某约定而取的可以代替真值的量值,称为,约定真,值,。,一般认为，约定真值与真值的差值可以忽略不计。故在实际应用中，约定真值可以代替真值。,复现和保存计量单位、有最高计量特性的计量器具,称为,基准,。,是统一量值的最高依据。,3.何为“,基准,”,k,V,、mV、mA、,uA,、uF、,nF,、,pF,、,M,、,k,、,m,、,kHz,、,MHz,、,回答问题：,5,.为何普通万用表不能用来测量声音的电信号？,6,.,准确度等级为,0.2,级的仪表其误差范围是多少？,2.1 测量误差概述,2.2 测量误差的,类型,2.3,函数误差的基本问题与关系,2.4 误差的合成与分配,2.5,有效数字及数据舍入规则,2.6,被测信号与测量仪器间相互影响,练习题,Chapter 2,测量误差分析与数据处理,1,.,测量,误差表示：,定义：,测得值 x 与,真值A,0,的差，称为绝对误差。,1）绝对误差,作用：,说明偏离真值得多少，不能说明测量的准确程度。,性质：,是具有 大小、正负、,单位,的数据,替代式：,真值,A,0,无法得到，可用实际值,A,替代真值的量值。,即：,定义：,示值相对误差：,实际相对误差：,2）相对误差,性质：,作用：,说明测量的准确程度。,2.1 测量误差概述,一.,测量,质量评价,准确度,：,测量值与,真值,的,偏离,程度,。,精密度,：,指多,次等精密度,测量中，测量值,重复一致,的程度。,精确度,：,指测量结果与真值符合一致的程度。,2,.,测量准确程度,的评价,：,2.1 测量误差概述,准确度差,精密度差,准确度好,精密度差,准确度差,精密度好,准确度好,精密度好,精确度好,(a),表明数据均值,(,近似真值,),偏离真值远，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)表明数据的算术平均值偏离真值近，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),与图(b)相反，数据均值偏离真值较远，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),表明数据相对真值密集，系统误差小，随机误差也小。,即精确度好。,二.测量,误差,的来源,1,),仪器误差：,仪器仪表本身及其附件所引入的误差称仪器误差。,例如，电桥中的标准电阻，天平的法码，示波器的探极线等都含有,误差；仪器、仪表的位偏移，精度不准确，以及非线性等。,2),使用误差,(,操作误差,),在使用仪器过程中，因安装、调节、布置、使用不当引起的误差。,3),影响误差：,由于各环境因素与要求的条件不一致所造成的误差称为影响误差。,例如，温度、电磁场影响等所引起的误差。,4),方法误差,(,理论误差,),由于测量方法不完善，理论依据不严密所造成的误差称为方法误差。,例如，,用,万用表来测量声音的电信号,另如，用近似公式或近似值计算测量结果时所引起的误差称理论误差。,5),人身误差,因测量者的分辨力、视觉疲劳、固有习惯或缺乏责任心等引起的误差称之。,例如，读错刻度、念错读数及操作不当等。,*在测量工作中，对于误差的来源必须认真分析，采取相应措施，以减小误差对测量结果的影响。,2.1 测量误差概述,1.,无线电测量仪器总技术条件(草案),规定,1）,基本误差,:,仪器在规定正常工作条件下所具有的误差。,2）附加误差:,仪器超出规定的正常工作条件时所增加的误差。,例：环境、温度、湿度,例：,MF-20型万用表的基本误差：直流电压、直流电流,2.5%；附加误差：电池电压降至4.55.5V时(额定值为6V)，附加误差为,1%；环境温度在040,C范围内,(额定值为20C2C),每变化10C附加误差,2.5%。,1965年制订的无线电测量仪器总技术条件(草案)将其分为：,基本误差,、,附加误差,。,目,前还有一些电子测量仪器仍在使用该标准。,仪器误差确定了测量结果的准确程度。为表明仪器示值的准确程度，仪器在出厂时必须由检验部门对其误差指标进行严格检验，并表明其误差指标。,三,.,仪器,仪,表,误差的,来源表征,：,2),我国部颁标准:,1）,工作误差,:,指额定工作条件下测定的仪器的误差极限。,额定工作条件,指各,环境影响量,和,影响特性,为任意可能组合时的工作条件。,影响特性,指仪器的一个工作特性的变化对另一个工作特性的影响。如低频信号发生器的频率变化对输出电压的影响,特点：,可以利用工作误差直接估计测量结果误差的最大范围，对使用者非常方便。,但它是在最不利的组合条件下给出的，实际误差工作误差。,3）,影响误差:,一个影响量在额定工作条件；其他影响量和影响特性均处于基准条件下所测得的误差。,只有当某一影响量在工作误差中起重要作用时才给出，它是一种误差极限。,4）,稳定误差:,在其影响量及影响特性保持恒定的时，仪器的标称值于规定时间内所产生的误差极限。,习惯上以相对误差形式给出或者注明最长连续工作时间。,2）,固有误差:,在基准工作条件时仪器具有的误差。,基准工作条件,指各环境影响量和影响特性规定较严格的工作条件。,特点：,基准条件比较严格，,该,误差指标能够更准确地反映仪器固有的性能，对同类仪器进行比较和校准。,我国部颁标准规定用工作误差、固有误差、影响误差和稳定误差等来表征其性能。,比较：,它与前述,“,基本,误差,”,意义基本相同，但这里所限定测试条件较,严,。,例,:,DS-33,型数字电压表的误差指标,采用四种误差标注,工作误差：,501MHz，10mV1V量程条件下为（,1.5%读数满量程的0.5%,）,；,固有误差：,1kHz,1V时为(1.5%读数满量程的0.5%),温度影响误差：,1kHz，1V时温度系数为10-4/C；,频率影响误差：,50Hz1MHz为（0.5%读数满量程的0.1%）,稳定误差：,在温度-10C+40C，相对湿度80%以下，大气压力86106kPa的环境下连续工作7小时。,1.,电工指针式,仪表误差,等级,表示方法,电工仪表的,准确,度等级,:,(参P,2728,),引用误差,(基准误差),：,测量仪表量程内绝对误差与该量程之比,。,最大,引用误差,：,电工仪表的,准确,度,共,分为,7,个等级,-这是一个相对值,GB776-76电测量指示仪表通用技术条件,规定，仪表的准确,度等级,以最大,引用误差,表示。,四.仪器仪表误差的表示方法,:,等级指数,0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5,最大引用误差(%),0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5,例：,数字,万用表,VICTROR980D,相对误差,绝对误差,2,.,数字电压表的误差表示:,-,相对误差,+,绝对误差,2,.,数字电压表的误差表示,垂直刻度2 毫伏/格200 毫伏/格,且,1.8V 垂直位置 200 毫伏/格，,且,45 V 垂直位置 45 V 时：,3%,（读数+垂直位置）+垂直位置的1%+0.2 格+175 毫伏,3%,（读数+垂直位置）+垂直位置的1%+0.2 格+7毫伏,选择10 毫伏/格或更大的单位时：,（3%,读数+0.1 格+1 毫伏）,例：,TDS1001B示波器的直流测量精度：,3.,数字示波器,的误差表示:,仪表给出的准确度等级一般是系统误差与随机误差的综合误差。,通常,仪表的系统误差远大于其随机误差,，因此在对测量精,确,度要求不高时，就以仪表的准确度等级来确定直接测量中的误差。,根据,仪表的标注误差及其量程 计算最大绝对误差,估算方法：,根据,该,被测量的最大绝对,误差及量值计算相对误差,五.,工程上,一次直接,测量误差的估,算,：,例1,用0.5级电流表测量名义值为2A的电流。仪表有3A，5A两档量程可选，应选哪个量程更好？,解,：,显然选3A的量程比5A更合适。,当使用,5A,量程时，最大可能相对误差为,当使用,3A,量程时，最大可能相对误差为,-,被测量越接近满量程，测量准确度越高,。,评价测量的优劣，通常用测量的相对误差来比较,。,-可见：,要合理选择量程与精度等级,。,例,2,：,被测量的实际值为,U,=10V，现有两块电压表，分别为,150V，0.5级；15V，2.5级。问选择哪只表测量误差较小？,解,：,用表,时，,用表,时，,示值范围：(10,0.75)V,示值范围：(10,0.375)V,用测量的相对误差来比较,测量的优劣,。,虽然从仪表准确度的角度，表,要优于表,，但对于该被测量而言，显然应该选择表,。,例,3,：,数字电压表的固有误差,U=,(0.01%,读数,+0.02%,满度,),，求在,2V,量程测量,1.5V,电压时产生的绝对误差和相对误差。,D,U,=,(0.01%,1.5,+,0.02%,2,）,=,0.00055,V,解,：,绝对误差,:,相,对误差,:,六.万用表的使用练习,1.MF-47,万用表指标认识,1）MF-47,万用表的表堂2）,MF-47,万用表的档位3）,MF-47,万用表的基本指标,习题与思考,