电子测量ppt课件测量误差分析与数据处理.ppt

《电子测量ppt课件测量误差分析与数据处理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子测量ppt课件测量误差分析与数据处理.ppt（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章第二章 测量误差分析与数据处理测量误差分析与数据处理本章要点：本章要点：u误差的概念与表示方法误差的概念与表示方法 u随机误差、系统误差和粗大误差的随机误差、系统误差和粗大误差的特性和处理方法特性和处理方法 u测量数据处理的方法测量数据处理的方法 本章是测量技术中的基本理论，搞测量就得本章是测量技术中的基本理论，搞测量就得与误差打交道。与误差打交道。.2.12.1 误差的概念与表示方法误差的概念与表示方法(2.1-2.2)(2.1-2.2)误差误差=测量值测量值-真值真值 例如，在电压测量中，真值电压例如，在电压测量中，真值电压5V5V，测得的电压为，测得的电压为5.3V5.3V，则，则

2、 误差误差=5.3V-5V=+0.3V=5.3V-5V=+0.3V 真值真值为为“表征某量在所处的表征某量在所处的条件条件下下完美完美地地确定确定的量值的量值”。真值真值是一个理想的概念。是一个理想的概念。真值客观存在，却难以获得。真值客观存在，却难以获得。实际值实际值-实际测量中常把高一等级的计量标准测得的实际实际测量中常把高一等级的计量标准测得的实际值作为真值使用。值作为真值使用。“实际值实际值”“”“约定真值约定真值”。2.1.1 2.1.1 测量误差测量误差 例如：例如：现在是什么时间？现在是什么时间？能准确地报出北京时刻吗？能准确地报出北京时刻吗？.2.1.22.1.2 误差的来源误

3、差的来源(P18-P19)(P18-P19)1.1.仪器误差仪器误差 指针式仪表的零点偏移、刻度误差以及非线性引起误差；指针式仪表的零点偏移、刻度误差以及非线性引起误差；数字式仪表的量化误差（如数字式仪表的量化误差（如5 5位半的电压表比位半的电压表比3 3位半量化误差小）；位半量化误差小）；比较式仪表中标准量本身的误差（如天平的砝码）均为仪器误差。比较式仪表中标准量本身的误差（如天平的砝码）均为仪器误差。2.2.方法误差方法误差 由于测量方法不合理造成的误差称为方法误差。由于测量方法不合理造成的误差称为方法误差。例如：例如：用普通模拟式万用表测量高阻上的电压。用普通模拟式万用表测量高阻上的电

4、压。100k100k1mA1mAv v100k100k电压表电压表内阻内阻.练习练习:被测电阻被测电阻R Rx x，电压表的内阻为，电压表的内阻为R RV V，电流表的内阻为，电流表的内阻为R RI II IV VR Rx x(a)(a)I IV VR Rx x(b)(b)对于图对于图(a)(a)：对于图（对于图（a a）当电压表内阻）当电压表内阻R RV V很大时可选很大时可选a a方案。方案。对于图（对于图（b b）当电流表内阻）当电流表内阻R RI I很小时可用很小时可用b b方案。方案。.3 3 理论误差理论误差 测量方法建立在近似公式或不完整的理论基础上以及用近似值计测量方法建立在近

5、似公式或不完整的理论基础上以及用近似值计算测量结果时所引起的误差称为理论误差。例如，用谐振法测量算测量结果时所引起的误差称为理论误差。例如，用谐振法测量频率时，常用的公式为频率时，常用的公式为 但实际上，回路电感但实际上，回路电感L L中总存在损耗电阻中总存在损耗电阻r r，其准确的公为，其准确的公为 .4 4 影响误差影响误差 由于各种环境因素与要求不一致所造成的误差称为影响误差。由于各种环境因素与要求不一致所造成的误差称为影响误差。例如，环境温度、预热时间、电源电压、内部噪声、电磁干扰例如，环境温度、预热时间、电源电压、内部噪声、电磁干扰等条件与要求不一致，使仪表产生的误差。等条件与要求不

6、一致，使仪表产生的误差。5 5 人身误差人身误差 由于测量者的分辨能力、疲劳程度、责任心等主观因素，使测由于测量者的分辨能力、疲劳程度、责任心等主观因素，使测量数据不准确所引起的误差。量数据不准确所引起的误差。研究误差理论的目的研究误差理论的目的是分析产生误差的原因和规律，识别误差是分析产生误差的原因和规律，识别误差的性质，正确处理测量数据，合理计算所得结果，在一定测量的性质，正确处理测量数据，合理计算所得结果，在一定测量条件下，尽力设法减少误差，条件下，尽力设法减少误差，保证测量误差在容许的范围内。保证测量误差在容许的范围内。.2.1.3 2.1.3 误差的表示方法误差的表示方法 相对误差相

7、对误差 绝对误差绝对误差 1.1.绝对误差：绝对误差：定义：被测量的定义：被测量的测量值测量值x x与其与其真值真值A A0 0之差，称为绝对误差。之差，称为绝对误差。在实际测量中：在实际测量中：“约定真值约定真值”“”“实际值实际值”=”=A A 表示表示 修正值：与绝对误差大小相等，符号相反的量值称为修正值，修正值：与绝对误差大小相等，符号相反的量值称为修正值，一般用一般用C C表示表示 C C=x x=A Ax x 大小大小 正负正负 单位单位 x x=x xA A0 0 x x=x xA A(P13-P18)(P13-P18).例：例：【2.1.1】一个被测电压，其真值一个被测电压，其

8、真值为为100V100V，用一只电压表测量，用一只电压表测量，其指示值其指示值U U为为101V101V，则绝对误差，则绝对误差例：【例：【2.1.22.1.2】一台晶体管毫伏表的】一台晶体管毫伏表的10mV10mV挡，当用挡，当用其进行测量时，示值为其进行测量时，示值为8mV8mV，在检定时，在检定时8mV8mV刻度处刻度处的修正值是的修正值是-0.03mV-0.03mV，则被测电压的实际值为，则被测电压的实际值为 U=8+(-0.03)=7.97mV.2 2 相对误差相对误差（一次直接测量最大误差估计）：（一次直接测量最大误差估计）：P14P14、1717、1818 -表示相对误差表示相对

9、误差例：【例：【2.1.32.1.3】测量两个电压，其实际值为】测量两个电压，其实际值为U U1 1=100V,=100V,U U2 2=5V=5V，而测得值分别为，而测得值分别为101V101V和和6V6V。则绝对误差为：。则绝对误差为：UU1 1=101-100=1V=101-100=1VUU2 2=6-5=1V=6-5=1V用用相对误差相对误差便于比较便于比较相对误差为：相对误差为：1 1=U=U1 1/U/U1 1=1%=1%2 2=U=U2 2/U/U2 2=20%=20%.相对误差可以有多种形式：相对误差可以有多种形式：真值相对误差真值相对误差 实际值相对误差实际值相对误差 测量值

10、（示值）相对误差测量值（示值）相对误差 满度（或引用）相对误差满度（或引用）相对误差 常用常用因通常因通常A A0 0、A A、X X X X 故常用故常用X X方便方便.测量值相对误差测量值相对误差 xmxm与满度相对误差与满度相对误差S%S%的关系：的关系：测量值测量值x x靠近满量程值靠近满量程值x xmm相对误差小相对误差小电工仪表将满度相对误差分为七个等级：电工仪表将满度相对误差分为七个等级：序号序号一一二二三三四四五五六六七七S%S%0.10.10.20.20.50.51.01.01.51.52.52.55.05.0.例：【例：【2.1.5】用】用MF-20型晶体管万用表交流电压的

11、型晶体管万用表交流电压的30V挡，分别测量挡，分别测量6V及及20V电压，求最大示值相对电压，求最大示值相对误差。此表交流电压挡得准确度等级为误差。此表交流电压挡得准确度等级为4级。级。当当Ux=6V时，时，当当Ux=20V时，时，例：【例：【2.1.6】被测量的实际值】被测量的实际值U=10V，现有，现有（1）150V，0.5级和（级和（2）15V，2.5级两只电压表，问选择哪只表测量误差级两只电压表，问选择哪只表测量误差较小？较小？用（用（1）表时，）表时，示值范围示值范围用（用（2）表时，）表时，示值范围示值范围.用分贝（用分贝（dBdB）表示相对误差）表示相对误差相对误差也可用对数形式

12、（分贝数）表示，主要用于功率、相对误差也可用对数形式（分贝数）表示，主要用于功率、电压的增益（衰减）的测量中。电压的增益（衰减）的测量中。功率功率等电参数用等电参数用dBdB表示的相对误差为表示的相对误差为 （2.92.9）电压、电流电压、电流等参数用等参数用dBdB表示的相对误差为表示的相对误差为 .2.1.4 2.1.4 误差按性质分类误差按性质分类(P1921)(P1921)随机误差随机误差 系统误差系统误差 粗大误差粗大误差 随机误差随机误差-不可预定方式变化的误差（同不可预定方式变化的误差（同随机变量随机变量）系统误差系统误差-按一定规律变化的误差按一定规律变化的误差粗大误差粗大误差-显著偏离实际值的误差显著偏离实际值的误差下面分三节分别介绍下面分三节分别介绍.2.1.5 2.1.5 测量结果的评价测量结果的评价 P2122P2122系统误差系统误差 小，准确度高小，准确度高 A A或或A AX Xi iX Xi i随机误差随机误差 小小 ，精密度高，精密度高 A AA A或或X Xi i系统误差和随机误差都较小，称精确度高系统误差和随机误差都较小，称精确度高 A A或或X Xi iX Xi ix=x=+(+(粗大误差粗大误差).