直接测量不确定度课件.ppt

关于直接测量不确定度现在学习的是第1页，共27页6-6-2 2 教学目的和要求：通通过过本本章章内内容容的的教教学学，使使学学生生掌掌握握等等精精度度直直接接测测量量和和不不等等精精度度直直接接测测量量不不确确定定度度的的评评定定方方法法与与步步骤骤。要要求求学学生生清清楚楚等等精精度度测测量量、不不等等精精度度测测量量、权权的的概概念念；掌掌握握等等精精度度直直接接测测量量不不确确定定度度的的评评定定方方法法与与步步骤骤；掌掌握握不不等等精精度度直直接接测测量量不不确确定定度度的的评评定定方方法与步骤。法与步骤。现在学习的是第2页，共27页6-6-3 3 主要内容：主要内容：1.1.等精度直接测量不确定度的评定：概述、评定等精度直接测量不确定度的评定：概述、评定 方法与步骤、实例。方法与步骤、实例。2.2.不等精度直接测量不确定度的评定：概述、权不等精度直接测量不确定度的评定：概述、权 的概念及其确定、已知标准差时不确定度的的概念及其确定、已知标准差时不确定度的 评定、已知测量值权时不确定度评定。评定、已知测量值权时不确定度评定。现在学习的是第3页，共27页第一节等精度直接测量不确定度评定（一）测量数据的预处理1系统误差的消除（1）找出产生系统误差的因素，从产生系统误差的根源上消除系统误差对测量的影响，使得到测量列中不含系统误差。（2）针对产生系统误差的不同因素，设计测量方法，消除系统误差对测量结果的影响。（3）找出定值系统误差的大小，利用加修正值的方法，使测量结果不含定值系统误差。2判断粗大误差并将其剔除 现在学习的是第4页，共27页6-6-5 5 （二）测量不确定度的评定 1计算测量列算术平均值，即 为测量结果的最佳估计值2计算残余误差vi，即 现在学习的是第5页，共27页6-6-6 6 3计算的标准不确定度，即4确定包含因子kp包含因子k与测量列的分布特征、自由度和置信水准p有关。置信水准p值一般采用99和95，多数情况下采用95；自由度n1；测量列的分布在没有其它非正态的明显特征（如正态分布、三角分布等），原则上采用t分布。其kp值采用t分布临界值（查附录二可得）。而当自由度充分大而被测量可能值又接近正态分布时，可以近似认为k952，k993。当测量列非正态分布特征明显时，按具体的分布查得k值。现在学习的是第6页，共27页6-6-7 7 5计算扩展不确定度U，即6测量结果的表达现在学习的是第7页，共27页6-6-8 8 第二节不等精度直接测量不确定度的评定一、权的概念 在不等精度测量中，各个测量结果的可靠程度不一样，因而不能简单地取各测量结果的算术平均值作为最后测量结果，应让可靠程度大的测量结果在最后结果中占的比重大一些，可靠程度小的占比重小一些。各测量结果的可靠程度可用一数值来表示，这个数值即称为该测量结果的“权”，记为w。因此测量结果的权可理解为：当它与另一些测量结果比较时，对该测量结果所给予的信赖程度。现在学习的是第8页，共27页6-6-9 9 二、权的确定 设被测量的一组不等权测量结果xi（i1，2，m），其方差分别为si2（i1，2，m），则它们的权wi与各自的方差成反比，即（i1，2，m）显然，由上式知测量结果的权wi0。且由式（67）知，具有相同方差s2的等精度测量列，它们的权相等。因此，等精度测量也是等权测量。它是不等精度测量的特例。现在学习的是第9页，共27页6-6-1010 三、有关权的几个公式 w1:w2:wn w1:w2:wn kw1:kw2:kwn 现在学习的是第10页，共27页6-6-1111 四、已知标准差时不确定度的评定 1计算xi的权 2计算xi最佳估计值 现在学习的是第11页，共27页6-6-1212 3计算的标准不确定度 现在学习的是第12页，共27页6-6-1313 4计算的扩展不确定度 Uk 5测量结果报告 U，p；或U，k。现在学习的是第13页，共27页6-6-1414 例62利用四台测角仪测量同一工件的角度，所得数据及其标准差如下：x1384706，s10.2x2384711，s20.5x3384709，s30.4x4384708，s40.4求测量结果（p95）现在学习的是第14页，共27页6-6-1515 解：计算测量值xi的权wi，由式知 令s24，得w1100，w216，w3w425现在学习的是第15页，共27页6-6-1616 计算最佳估计值 38477.23 现在学习的是第16页，共27页6-6-1717 计算 的标准差 。0.16 现在学习的是第17页，共27页6-6-1818 计算的扩展不确定度UUk以自由度 4一13，p0.95查t分布表（见附表）得k3.18U3.180.160.51 现在学习的是第18页，共27页6-6-1919 测量结果报告 384707.20.5，3，p0.95。现在学习的是第19页，共27页6-6-2020 五、已知测量值权的不确定度评定 1最佳估计值的确定 现在学习的是第20页，共27页6-6-2121 2 的标准不确定度评定 （1）计算单位权方差s2 （2）的标准差 。现在学习的是第21页，共27页6-6-2222 3 的扩展不确定度评定 U 4测量结果报告 U，p 现在学习的是第22页，共27页6-6-2323 例题现在学习的是第23页，共27页6-6-2424 解：计算最佳估计值 计算单位权方差要s2 10.29mV 现在学习的是第24页，共27页6-6-2525 计算的标准差 0.06 mV 计算的扩展不确定度U U =2.570.06 0.15 mV 现在学习的是第25页，共27页6-6-2626 测量结果报告 （10.30.2）mV，5，p0.95 现在学习的是第26页，共27页2022/10/15感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第27页，共27页