测量误差及其数据处理.ppt

《测量误差及其数据处理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测量误差及其数据处理.ppt（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、测量误差及其数据处理现在学习的是第1页，共17页思考：思考：1、该选取什么工具进行测量？2、我们的测量结果一定准确吗？现在学习的是第2页，共17页一、测量误差概念 测量的目的:获得被测量的真值。实践证明，无论测量器具如何精密，测量方法如何完善，都不可避免地会产生测量误差，所以任何测量值都不可能绝对精确，只能在某种程度上近似于它的真实值。测量误差是指它们之间的差值。真值:在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。测量误差:现在学习的是第3页，共17页二、测量误差的来源（1）仪器误差：由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带

2、有的误差。（2）影响误差：由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。（3）理论误差和方法误差：由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。现在学习的是第4页，共17页（4）人员误差：由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。（5）测量对象变化误差：测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确，如引起动态误差等。现在学习的是第5页，共17页二、测量误差的分类系统误差、随机误差和粗大误差三大类系统误差、随机误差和粗大误差三大类 。(一一)系统

3、误差系统误差 定义：对同一个被测值在相同条件下进行重复测量、误差定义：对同一个被测值在相同条件下进行重复测量、误差的的绝对值和符号绝对值和符号（大小和方向）不变，或在条件改变时按某种确（大小和方向）不变，或在条件改变时按某种确定规律而变化的误差。定规律而变化的误差。特点：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多特点：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除；当条件改变时，误次测量取平均值的办法不能改变或消除；当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性重复性。现在学习的是第6页，共17页 产生的主要

4、原因是仪器的制造、安装或使用方法不正确，环产生的主要原因是仪器的制造、安装或使用方法不正确，环境因素（温度、湿度、电源等）影响，测量原理中使用近似计算境因素（温度、湿度、电源等）影响，测量原理中使用近似计算公式，测量人员不良的读数习惯等。公式，测量人员不良的读数习惯等。分类：定值系统误差：在测量中对每次测量数据的影响都是相同的。例如，游标卡尺的零位误差。变值系统误差：在测量时对测量结果的影响按一定规律变化。例如，测量中温度变化引起的误差。现在学习的是第7页，共17页 （二）随机误差（二）随机误差 1 1定义：在实际相同的条件下多次测量同一量时，误差定义：在实际相同的条件下多次测量同一量时，误差

5、 的绝的绝对值和符号以不可预定的方式对值和符号以不可预定的方式 有时大有时大(小小)，有时为负，有时为负(正正)变化着变化着的误差称为随机误差。（没规律、不能预先确定）的误差称为随机误差。（没规律、不能预先确定）随机误差随机误差无规律无规律。只有通过大量观测，才能确定其统计规律。只有通过大量观测，才能确定其统计规律。随机误差主要由对随机误差主要由对测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同造成造成。这些因素主要是噪声干扰、电磁场微变、零件的摩擦和配合间隙、。这些因素主要是噪声干扰、电磁场微变、零件的摩擦和配合间隙、热起伏、空气扰动、大地微震、测量人员感官的

6、热起伏、空气扰动、大地微震、测量人员感官的无规律变化无规律变化等。等。现在学习的是第8页，共17页2.2.随机误差的特点随机误差的特点:在多次等精度测量中在多次等精度测量中 有界性；有界性；对称性对称性；（正负值出现的几率相等）；（正负值出现的几率相等）具有抵偿性具有抵偿性。AXn上界上界实际值实际值(无系差无系差)下界下界现在学习的是第9页，共17页 3.3.精度：表现了测量结果的分散性，在误差理论中，经常用精密精度：表现了测量结果的分散性，在误差理论中，经常用精密度度(PRECISION)(PRECISION)一词来表征随机误差的大小。一词来表征随机误差的大小。(a)(b)(c)(a)弹着

7、点很分散弹着点很分散-正确度、精密度低正确度、精密度低(b)弹着点很集中但偏向一方弹着点很集中但偏向一方-正确度低精密度高正确度低精密度高(c)弹着点集中靶心弹着点集中靶心-正正确度、精密度都高，即确度、精密度都高，即准准确度高确度高分析：正确、精密、准确及精确。分析：正确、精密、准确及精确。现在学习的是第10页，共17页（三）粗大误差（三）粗大误差 粗大误差又称粗差、巨差或差错。它是指那些在一定条件下测粗大误差又称粗差、巨差或差错。它是指那些在一定条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差。量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差。产生原因：产生原因：1 1）测量方法不当，例如用中等测量精

8、度的游标卡尺测量高等）测量方法不当，例如用中等测量精度的游标卡尺测量高等精度的工件。精度的工件。2 2）测量操作疏忽和失误，如未按规程操作、读数错误、记录及计）测量操作疏忽和失误，如未按规程操作、读数错误、记录及计算错误等。算错误等。3 3）测量条件的突然变化，如雷击干扰、机械冲击等。）测量条件的突然变化，如雷击干扰、机械冲击等。含有粗差的测量值称为坏值或异常值，在数据处理时，应剔除掉。现在学习的是第11页，共17页三、研究误差的目的 任何测量仪器的测量值都不可能完全准确的等于被测量的真值。测量误差自始至终存在于一切科学实验和各种测量活动中。为了充分认识并进而减小或消除误差，必须对测量过程和科学实验中始终存在的误差进行研究。研究误差的意义在于：1.正确认识误差的性质，分析误差产生的原因 （从根本上，消除或者减小误差。）2.正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果。（通过计算得到更接近真值的数据）3.正确组织实验过程，合理设计、选用仪器或者测量方法。（根据目标确定最佳系统）现在学习的是第12页，共17页现在学习的是第13页，共17页现在学习的是第14页，共17页现在学习的是第15页，共17页现在学习的是第16页，共17页现在学习的是第17页，共17页