《误差理论与数据处理》教学大纲（本科）.docx

误差理论与数据处理教学大纲课程英文名Error Theory and Data Processing课程代码I1102ZA5学分2.5总学时40理论学时40实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质限选先修课程概率论与数理统计适用专业工商管理开课学院经管学院执笔人审定人制定时间2018年05月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位测量是人们认识客观世界的重要手段，没有测量就没有科学。而在测量实验结果中存在误差 的必然性与普遍性，影响测量结果的可靠性，甚至使其失去科学价值与实用意义。为减小和控制 测量误差对结果的影响，掌握误差理论知识、认识各种误差性质、分析误差因素及其产生的原因、 减小和控制误差及对测量最终结果的评定，是非常必要的。通过本课程的学习，使学生掌握误差 理论与数据处理基本理论方法，对测量误差的性质和规律有比较深刻的认识，具有分析误差和消 除系统误差，提高测量结果准确度的能力；在实际的测量中，能合理选择仪器、设计方案、正确 评价测量结果；具有正确的阅读各种测量报告，运用测量不确定度的知识为计量检定或校准出具 报告的能力；了解实验室认可和计量认证体系。（二）课程目标通过本课程的教学，实现以下目标：1 .使学生掌握计量和测量的基本概念、发展历史、类型和作用；2 .使学生了解误差产生的根源，掌握误差的基本概念、误差的分类、不同误差的性质和处 理方法；3 .使学生掌握不同测量类型中误差的传递、合成、分配等问题，培养学生在复杂测量中涉 及最佳测量方案的能力；4 .使学生掌握以误差分析为前提，对测量结果的质量进行评价的方法，学会设计和改进测 量过程以提高测量结果的质量。二、课程目标达成的途径与方法本课程以课堂教学为主，结合自学、课外作业、以及学生参与式等方式开展教学。课堂教学：本课程课堂教学以“理论解析+例题”的形式，结合教材误差理论与数据处理, 对理论部分进行讲解，然后辅助例题进行夯实，并且在课堂以回答问题、例题答案分享、学生打 分等方式强调学生对课堂教学的反馈；课外作业：本课程至少布置5次课外作业，全部批改，通过作业了解学生的学习情况，对共同的问题在课堂上进行反馈；以“问题”为导向的学生参与，在课堂教学中，针对困难的“问题”（如用计算机计算标准 差的步骤和方法），以任务的方式分配给学生，让学生自主解决并在课堂讲解，增加学生的参与 积极性。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（II、M、L）毕业要求1毕业要求2毕业要求课程目标1HLM课程目标2HHM四、课程主要内容与基本要求第一章绪论主要内容：计量、测量的基本概念，测量的分类，误差的基本概念，误差的分类，测量结果 的评价指标，有效数字与数据运算。基本要求：了解计量、测量的基本概念，了解研究误差的意义，掌握误差的基本概念，理解 误差的分类及各种误差的性质，理解准确度的概念，理解测量不确定度的概念，掌握有效数字与 数据运算原理和方法。第二章测量数据的处理主要内容：随机误差，系统误差，粗大误差基本要求：理解随机误差、系统误差、粗大误差的性质及概念，掌握系统误差的发现和消除 方法，掌握粗大误差的判断方法。第三章直接测量误差分析主要内容：直接测量，误差分析，测量结果的评价基本要求：了解直接测量的概念，掌握服从正态分布随机误差的性质，了解随机误差的其他 分布形式，掌握存在随机误差条件下测量结果的两种评定方法：标准差和极限误差，熟练掌握标 准差的计算方法，理解不等精度的概念及权的概念，掌握不等精度测量中测量结果的数据处理方 法。第四章 间接测量误差分析主要内容：函数误差，随机误差的传播，间接测量不确定评定，误差分配，微小误差取舍准 则，最佳测量方案的确定。基本要求：了解间接测量及函数误差的概念，掌握随机误差的传播，间接测量不确定评定, 了解极限误差的合成，理解误差的分配原理，理解微小误差的取舍方法，掌握最佳测量方案确定 的方法和原则。第五章不确定度合成主要内容：测量不确定度的合成公式，标准不确定度的评定方法，扩展不确定度，不确定度 报告，测量不确定度评定实例。基本要求：掌握标准不确定度的A、B两类评定方法，掌握测量不确定度的合成方法；理解 自由度的概念，掌握不确定度评定中自由的计算方法；掌握扩展不确定度的评定方法，熟练掌握不确定度报告的表示方法；理解实际测量中不确定度评定的步骤和思路。第六章组合测量误差分析主要内容：最小二乘法原理，正规方程，精度估计，组合测量的最小二乘法处理。基本要求：了解组合测量的概念，了解线性参数的最小二乘法处理原理；掌握正规方程的解 法，掌握解的精度估计；掌握组合测量的最小二乘法处理。第七章线形回归主要内容：一元线性回归方程，方差分析，显著性检验。基本要求：了解数据拟合的基本概念及作用，掌握一元线性回归方程及其求解方法，掌握回 归方程的方差分析及显著性检验，了解多元线性回归方程。五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务对应课程目 标第1章第一章绪论1计量学基础知识2测量与误差3评价测量结果的指标4有效数字和数据运算规则41 .完成作业：课后习题 1-7,1-10, 1-12,1-182 .课外讨论：引用误差与仪 器准确度等级之间的关系？课程目标1第2章第二章测量数据的处理1随机误差的基本性质2系统误差（1）系统误差的基本性质（2）系统误差的发现方法（3）系统误差的消除方法 3粗大误差的判别方法81 .完成作业:课后习题2-4, 标准差的计算2 .课后讨论：如何在科学型 计算器上完成实验标准 差的计算3 .完成作业：课后习题 2-17,2-18,系统误差的 判断方法4 .课后讨论：寻找现实生活 中系统误差及其消除方 法5 .完成作业：课后习题 2-22,粗大误差判断部分课程目标2第3章第三章直接测量误差分析1等精度测量误差分析（1）标准不确定度评定一A类评定（2）标准不确定度评定一B类评定（3）测量结果的表示2不等精度测量误差分析3直接测量误差分析实例81 .完成作业：课后习题 2-11,2-22书写测量结果 部分2 .完成作业：课后习题 2-12, 2-16不等精度测量 误差分析课程目标2 课程目标4第4章第四章间接测量误差分析1系统误差的合成2随机误差的合成81 .完成作业：课后习题3-14, 3-15误差的合成2 .课后讨论：微小误差的应课程目标33系统误差和随机误差的合成4间接测量误差分析实例5微小误差的取舍及误差的分配6最佳测量方案的确定用3.课后讨论：最佳测量方案 由哪些因素决定第5章第五章不确定度合成1测量不确定度的来源分析2不确定度的合成3不确定度报告4测量不确定度评定综合实例41 .完成作业：课后习题4-62.课后讨论：测量不确定度 国际标准文件有哪些课程目标4第6章第六章组合测量误差分析1最小二乘原理2正规方程3精度估计4组合测量的最小二乘法处理41 .完成作业：课后习题5-12.预习：最小二乘法在回归 分析的应用课程目标3课程目标4第7章第七章回归分析1测量回归方程2测量结果准确度估计3回归分析综合实例41 .完成作业：课后习题6-12.课后讨论：回归分析在测 量中的实际应用课程目标3 课程目标4六、实践环节及基本要求序 号实验项目名称学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1 注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核到课率，作业，课堂发言（互动）依据到课率、作业和课堂 回答问题情况而定20%期末考核闭卷试卷标准答案80%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：误差理论与数据处理，费业泰，机械工业出版社，2015.5,第7版（二）主要参考书：宋明顺编著：测量不确定度评定与数据处理，中国计量出版社，2000