冶金过程检测与控制第章测量及测量误差精选课件.ppt

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1、关于冶金过程检测与控制第章测量及测量误差第一页，本课件共有49页1.测量定义（三要素）n所谓测量，就是利用测量工具，通过实验的方法将被测量与同性质的标准量（即测量单位）进行比较，以确定出被测量是标准量多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值，即 L=x/b 式中x被测量 b标准量（测量单位）L被测量的值。第一节第一节 测量的定义及方法测量的定义及方法第一章 测量及测量误差第二页，本课件共有49页测量测量 将被测参数与其相应的测量单位进行比较并获得量值的过程。测量仪表就是实现测量过程的工具。狭义的概念检测检测 利用敏感元件与被测物体或生产过程直接或间接接触，获得反映被测量大小的相关物理、化学、

2、电学、热学、力学等信号，在经过必要的转换或传递后，通过显示器进行显示参数的过程。广义的概念 3第三页，本课件共有49页测量单位nSI规定了7个基本单位，2个辅助单位(弧度，球面度)，19个具有专门名称的导出单位。n7个基本单位名称量的名称、单位名称，单位符号。长度(米，m)、时间(秒，s)、质量（千克，kg）、温度（开尔文，K）、电流(安培，A)、物质的量(摩尔，mol)、发光强度(坎德拉，cd)导出单位：例1N=1Kg.m/s2第四页，本课件共有49页2.测量方法（1）根据获得测量结果的程序不同，测量可分为：（1）直接测量。就是将被测量直接与所选用的标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪表

3、进行测量，从而直接得出测量值的方法。如用尺测长度，用玻璃管水位计测水位等。（2）间接测量。通过直接测量于被测量有确定函数关系的其他各个变量，然后将所得的数值代入函数进行计算，从而求得被测量值的方法称为间接测量。例如，用平衡容器测量汽包水位；通过测量导线电阻、长度及直径求电阻率等。（3）组合测量。组合测量是在测量出几组具有一定函数关系的量值基础上，通过解联立方程来取被测量的方法。第五页，本课件共有49页什么是直接测量和间接测量什么是直接测量和间接测量？电子卡尺电子卡尺第六页，本课件共有49页间接测量间接测量 对多个被测量进行测量，经过计算对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量。求得被测量。（阿

4、基米德测量皇冠的比重）（阿基米德测量皇冠的比重）第七页，本课件共有49页n称量皇冠的难题 n 国王在前不久，叫一个工匠替他打造一顶金皇冠。国王给了工匠他所需要的数量的黄金。工匠的手艺非常高明，制做的皇冠精巧别致，而且重量跟当初国王所给的黄金一样重。可是，有人向国王报告说：“工匠制造皇冠时，私下吞没了一部分黄金，把同样重的银子掺了进去。”国王听后，也怀疑起来，就把阿基米德找来，要他想法测定，金皇冠里掺没掺银子，工匠是否私吞黄金了。n在澡堂洗澡的时候，他注意到，当他的身体在浴盆里沉下去的时候，就有一部分水从浴盆边溢出来。同时，他觉得入水愈深，则他的体量愈轻。进皇宫后，阿基米德将与皇冠一样重的金子、

5、一块银子和皇冠，分别一一放在水盆里，看金块排出的水量比银块排出的水量少，而皇冠排出的水量比金块排出的水量多。阿基米德对国王说：“皇冠掺了银子！”n金密度大，银密度小，同样重的金和银，银子的体积大于金子的体积。皇冠排出的水量比金块多，说明皇冠的密度比金块的密度小，这就证明皇冠不是用纯金制造的。”阿基米德有条理的讲述，使国王信服了。实验结果证明，那个工匠私吞了黄金。第八页，本课件共有49页2.测量方法（2）n根据检测装置动作原理不同，测量可分为：n(1)直读法。被测量作用于仪表比较装着，使比较装着的某种参数按已知关系随被测量发生变化，由于这种变化关系已在仪表上直接刻度，故直接可由仪表刻度尺读出测量

6、结果。例如，用玻璃管水银温度计测量温度时，可直接有水银柱高度读出温度值。n(2)零值法（平衡法）。将被测量与一个已知量进行比较，当二者达到平衡时，仪表平衡指示器零，这时已知量就是被测量值。例如，用天平测量物体的质量，用电位差计测量电势都是采用了零法。n(3)微差法。当被测量尚未完全与已知量相平衡时，读取它们之间的差值，由已知量和差值可求出被测量值。用不平衡电桥测量电阻就是用微差法测量的例子。零值法和微差法测量对减小测量系统的误差很有利，因此测量准确度高，应用较为广泛。第九页，本课件共有49页2.测量方法（3）n根据仪表是否与被测对象接触，测量可分为：（1）接触测量法。仪表的一部分与被测对象接触

7、，受到被测对象的作用才能得出测量结果的测量方法。例如用玻璃管水银温度计测量温度时，温度计的温包应该置于被测介质之中，以感受温度高度。（2）非接触测量法。仪表的任何部分都不必与被测对象直接接触就能得到测量结果的测量方法。例如用光学高温计测温，是通过被测量对象说产生的热辐射对仪表的作用而实现测温的，因此仪表不必与对象直接接触。第十页，本课件共有49页什么是接触式测量什么是接触式测量？第十一页，本课件共有49页非接触式测量非接触式测量 例：雷达测速例：雷达测速 利用红外线辐射测量供利用红外线辐射测量供电变压器的表面温度、电变压器的表面温度、车载雷达测速车载雷达测速第十二页，本课件共有49页红外线传感

8、器红外线传感器红外线传感器红外线传感器实现无接触测量实现无接触测量实现无接触测量实现无接触测量应用领域：应用领域：应用领域：应用领域：航航空空摄摄影影、卫卫星星遥遥感感、家家电电遥遥控控、防防盗盗防防火火报报警警器器、自自动门、生物探测器动门、生物探测器第十三页，本课件共有49页对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。根据测量对象是否随时间变化分为：根据测量对象是否随时间变化分为：静静态和动态态和动态测量。测量。最高、最低最高、最低温度计温度计2.测量方法（4）第十四页，本课件共有49页 什么是什么是动态动态测量？测量？地震测量地震测量振动波形振动波形第

9、十五页，本课件共有49页什么是在线测什么是在线测量量？在流水线上，边加工，边在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致检验，可提高产品的一致性和加工精度。性和加工精度。2.测量方法（5）根据对测量对象是否在线分为：根据对测量对象是否在线分为：在线和离线在线和离线测量。测量。第十六页，本课件共有49页离线测量离线测量 批量产品的质量批量产品的质量“人工人工”离线测量离线测量第十七页，本课件共有49页第二节 测量误差n由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。n测量值与真值之差异称为误差。n误差与错误

10、不同，错误是应该而且可以避免的，而误差是不可能绝对避免的。第十八页，本课件共有49页误差影响因素1.人为因素：人为因素：由于人为因素所造成的误差，包括误读、误算和视差等。2.量具因素：量具因素：由于量具因素所造成的误差，包括刻度误差、磨耗误差及使用前未经校正等因素。刻度分划是否准确，必须经由较精密的仪器来校正与追溯。量具使用一段时间后会产生相当程度磨耗，因此必须经校正或送修方能再使用。3.力量因素：力量因素：由于测量时所使用接触力或接触所造成挠曲的误差。依据虎克定律，测量尺寸时，如果以一定测量力使测轴与机件接触，则测轴与机件皆会局部或全面产生弹性变形，为防止此种弹性变形，测轴与机件应用相同材料

11、制成。4.测量因素：测量因素：测量时，因仪器设计或摆置不良等原因所造成的误差，包括余弦误差、阿贝误差等。阿贝原则：在设计计量仪器或测量工件时,应该将被测长度与仪器的基准长度安置在同一条直线上.测量中不遵守阿贝原则而引起的误差（阿贝误差）。5.环境因素：环境因素：测量时受环境或场地之不同，可能造成的误差有热变形误差和随机误差。第十九页，本课件共有49页一.误差的表示方法n1.绝对误差n2.相对误差 绝对误差可以表示一个测量结果的可靠程度，而相对误差则可以比较不同测量结果的可靠性。n3.引用误差 仪表某一刻度点读数的绝对误差比上仪表量程上限Am，并用百分数表示。第二十页，本课件共有49页误差的表示

12、方法：绝对误差、相对误差误差的表示方法：绝对误差、相对误差 绝对误差：测量值与真实值之间的差值。绝对误差：测量值与真实值之间的差值。=Ax0 某采购员分别在三家商店购买某采购员分别在三家商店购买100kg大米、大米、10kg苹果、苹果、1kg巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约0.5kg，但，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？第二十一页，本课件共有49页(1)绝对误差n绝对误差是测量值（示值）与被测量真值之间的差值。设被测量的真值为A0，器具的标称值或示值为x，则绝对误差为 n由于一般无法求得真值A0，在实际应用时常用精度高一级的标准器

13、具的示值，即实际值A代替真值A0。x与A之差称为测量器具的示值误差，记为通常以此值来代表绝对误差。第二十二页，本课件共有49页修正值绝对误差的相反数n 为了消除系统误差用代数法加到测量结果上的值称为修正值，常用C表示。将测得示值加上修正值后可得到真值的近似值，即 A0=x+C 由此可得：C=A0-xn 在实际工作中，可以用实际值A近似真值A0，则：C=A-x=-xn 修正值与误差值大小相等、符号相反，测得值加修正值可以消除该误差的影响 第二十三页，本课件共有49页(2)相对误差n相对误差是绝对误差与被测量的约定值之比。相对误差有以下表现形式：实际相对误差。示值相对误差。满度相对（引用）误差。第

14、二十四页，本课件共有49页相对误差及精度等级相对误差及精度等级 几个重要公式：几个重要公式：示值相对误差示值相对误差满度相对误差满度相对误差（引用误差）（引用误差）准确度（精度）准确度（精度）第二十五页，本课件共有49页精确度精确度精确度精确度一一一一台台台台测测测测量量量量范范范范围围围围0 01000kPa1000kPa的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表，其其其其最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差10kPa(10kPa(在在在在整整整整个个个个量量量量程程程程范范范范围围围围内内内内)，另另另另一一一一台台台台测测测测量量量量范范范范围围围围0 0400

15、kPa400kPa的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表，其其其其最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差5kPa5kPa，请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。在

16、自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称

17、为最大相对百分误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差:仪表的仪表的仪表的仪表的精度等级精度等级精度等级精度等级（精确度等级精确度等级精确度等级精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。相对百分误差。相对百分误差。相对百分误差。第二十六页，本课件共有49页仪表的精确度等级仪

18、表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。把仪表允许的最大相对百分误差去掉把仪表允许的最大相对百分误差去掉把仪表允许的最大相对百分误差去掉把仪表允许的最大相对百分误差去掉“”号和号和号和号和“”号，便可以用来确定仪表的精度等级。号，便可以用来确定仪表的精度等级。号，便可以用来确定仪表

19、的精度等级。号，便可以用来确定仪表的精度等级。目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：0.0050.0050.0050.005，0.020.020.020.02，0.050.050.050.05，0.10.10.10.1，0.20.20.20.2，0.40.40.40.4，0.50.50.50.5，1.01.01.01.0，1.51.51.51.5，2.52.52.52.5，4.04.04.04.0等。等。等。等。所谓的所谓的所谓的所谓的0.50.50

20、.50.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为0.50.50.50.5，以此类推。，以此类推。，以此类推。，以此类推。精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：1.51.0仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一仪表的精度等级是

21、衡量仪表质量优劣的重要指标之一。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于0.050.050.050.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于值一般大于等于值一般大于等于值一般大于等于0.50.50.50.5。第二十七页，本课件共有

22、49页仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级例例例例1 1：某压力变送器测量范围为：某压力变送器测量范围为：某压力变送器测量范围为：某压力变送器测量范围为0 0400kPa400kPa，在校验该变送器时测得的最大绝对误差为，在校验该变送器时测得的最大绝对误差为，在校验该变送器时测得的最大绝对误差为，在校验该变送器时测得的最大绝对误差为-5kPa-5kPa，请确定该仪表的精度等级。，请确定该仪表的精度等级。，请确定该仪表的精度等级。，请确定该仪表的精度等级。解：先求最大相对百分误差解：先求最大相对百分误差解：先求最大相对百分误差解：先求最大相对百分误差去掉去掉去掉去掉

23、和和和和%为为为为1.251.25，因此该变送器精度等级为，因此该变送器精度等级为，因此该变送器精度等级为，因此该变送器精度等级为1.51.5级级级级 例例例例2 2：根据工艺要求选择一测量范围为根据工艺要求选择一测量范围为根据工艺要求选择一测量范围为根据工艺要求选择一测量范围为040m040m3 3/h/h的流量计，要求测量误差不超过的流量计，要求测量误差不超过的流量计，要求测量误差不超过的流量计，要求测量误差不超过 0.5 m0.5 m3 3/h/h，请，请，请，请确定该仪表的精度等级。确定该仪表的精度等级。确定该仪表的精度等级。确定该仪表的精度等级。解：同样，先求最大相对百分误差解：同样

24、，先求最大相对百分误差解：同样，先求最大相对百分误差解：同样，先求最大相对百分误差因此该流量计必须选择因此该流量计必须选择因此该流量计必须选择因此该流量计必须选择1.01.0级的流量计级的流量计级的流量计级的流量计 工艺要求的允许误差工艺要求的允许误差 仪表的允许误差仪表的允许误差 校验所得到的相对百分误差校验所得到的相对百分误差即量程相同时：即量程相同时：工艺要求的最大绝对误差工艺要求的最大绝对误差 仪表允许的最大绝对误差仪表允许的最大绝对误差 实际的最大绝对误差实际的最大绝对误差结论：结论：根据仪表校验数据确定仪表精度等级和根据工艺要求选择仪表精度等级，情况不一样。根据仪表校验数据确定仪表

25、精度等级和根据工艺要求选择仪表精度等级，情况不一样。第二十八页，本课件共有49页仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级例例例例3 3：某被测温度信号在：某被测温度信号在：某被测温度信号在：某被测温度信号在70708080范围内变化，工艺要求测量误差不超过范围内变化，工艺要求测量误差不超过范围内变化，工艺要求测量误差不超过范围内变化，工艺要求测量误差不超过11，现有两台温，现有两台温，现有两台温，现有两台温度测量仪表，精度等级均为度测量仪表，精度等级均为度测量仪表，精度等级均为度测量仪表，精度等级均为0.50.5级，其中一台仪表的测量范围是级，其中一台仪表的测量范围是级

26、，其中一台仪表的测量范围是级，其中一台仪表的测量范围是0 0100100，另一台，另一台，另一台，另一台仪表的测量范围是仪表的测量范围是仪表的测量范围是仪表的测量范围是0 0200200，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。解：解：解：解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：|maxmax|70701 10.70.7 测量范围为测量范围为测量范围为测量

27、范围为0 0100100的仪表的最大允许绝对误差为：的仪表的最大允许绝对误差为：的仪表的最大允许绝对误差为：的仪表的最大允许绝对误差为：|maxmax|1 11001000.50.50.50.5 测量范围为测量范围为测量范围为测量范围为0 0200200的仪表的最大允许绝对误差为：的仪表的最大允许绝对误差为：的仪表的最大允许绝对误差为：的仪表的最大允许绝对误差为：|maxmax|2 22002000.50.51.01.0 根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为0.50.50

28、.50.5级，但只有测量范围是级，但只有测量范围是级，但只有测量范围是级，但只有测量范围是0 0 0 0100100100100的温度的温度的温度的温度测量仪表才满足本题的测量要求。测量仪表才满足本题的测量要求。测量仪表才满足本题的测量要求。测量仪表才满足本题的测量要求。注意：注意：仪表使用前后要检查精度。选用仪表：按工艺要求；判断仪表：由测量数据仪表使用前后要检查精度。选用仪表：按工艺要求；判断仪表：由测量数据第二十九页，本课件共有49页例：用同一台磅秤测量三个不同重量物体的示值相对误差的例：用同一台磅秤测量三个不同重量物体的示值相对误差的比较，请得出结论！比较，请得出结论！满度相对误差相等

29、，示值相对误差的差别很大满度相对误差相等，示值相对误差的差别很大第三十页，本课件共有49页仪表的准确度等级和基本误差仪表的准确度等级和基本误差 例：某指针式电压表的准确度为例：某指针式电压表的准确度为2.5级，用级，用它来测量电压时可能产生的最大满度相对误差它来测量电压时可能产生的最大满度相对误差为为2.5%。某公司生产测量温度的仪表，满度误差均在某公司生产测量温度的仪表，满度误差均在1.11.6之间，该系列产品属于哪一级温度表？之间，该系列产品属于哪一级温度表？第三十一页，本课件共有49页【例】有一台测温仪表,测量范围为-200+800度，准确度为0.5级。现用它测量500C的温度，求仪表引

30、起的绝对误差和实际相对误差。n解：准确度为0.5级的仪表，就是最大量程时误差为：(800+200)0.5%=5 测量500温度时，绝对误差就是5。相对误差=5/500=1【例例】某台测温仪表的量程是6001100，仪表的最大绝对误差为士4，试确定该仪表的精度等级。由于国家规定的精度等级中没有0.8 级仪表，而该仪表超过了0.5 级仪表的允许误差，所以这台仪表的精度等级应定为1.0 级。第三十二页，本课件共有49页 例：例：用指针式万用用指针式万用表的表的10V量程测量一量程测量一只只1.5V干电池的电压，干电池的电压，示值如图所示，问：示值如图所示，问：选择该量程合理吗？选择该量程合理吗？第三

31、十三页，本课件共有49页 用用2.5V量程量程测量同一只测量同一只1.5V干电池的干电池的电压，与上图电压，与上图比较，问示值比较，问示值相对误差哪一相对误差哪一个大？个大？第三十四页，本课件共有49页二.误差的分类A.按误差的来源分：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。B.按对测量误差的掌握程度分：已知误差和未知误差。C.按误差的特征规律（性质）分：系统误差、随机误差、粗大误差。第三十五页，本课件共有49页n1.系统误差q定义：在同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，称为系统误差。例如仪器的刻度误差和零位误差，或值

32、随温度变化的误差。q系统误差的定量定义是：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。即第三十六页，本课件共有49页n1.系统误差q产生的主要原因:（1）测量仪器或测量系统本身不够完善，如仪表本身刻度不准、测量原理不完善。（2）仪表使用不当，如测量人员操作不当、读数不准。（3）测量时外界环境条件变化，如环境温度、湿度、电磁场影响等。如果测量系统或测量条件不变，即使增加测量次数也并不能减少系统误差。q系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系统误差越小，测量就越准确。第三十七页，本课件共有49页例1：用名义长度为30米而实际长度为30.04米的钢尺量

33、距。丈量结果见下表5-1：表5-1 尺段数尺段数尺段数尺段数 一一一一二二二二三三三三四四四四五五五五 N N N N观测值观测值观测值观测值 30 30 30 306060606090909090120120120120150150150150 30 n 30 n 30 n 30 n真实长度真实长度真实长度真实长度30.0430.0430.0430.0460.0860.0860.0860.0890.1290.1290.1290.12120.16120.16120.16120.16150.20150.20150.20150.20 30.04n 30.04n 30.04n 30.04n真误差真误

34、差真误差真误差-0.04-0.04-0.04-0.04-0.08-0.08-0.08-0.08-0.12-0.12-0.12-0.12-0.16-0.16-0.16-0.16-0.20-0.20-0.20-0.20-0.04 n-0.04 n-0.04 n-0.04 n可以看出：可以看出：误差符号始终不变，具有规律性。误差符号始终不变，具有规律性。误差大小与所量直线成误差大小与所量直线成 正比，具有累积性。正比，具有累积性。误差对观测结果的危害性很大。误差对观测结果的危害性很大。38第三十八页，本课件共有49页n2.随机误差q定义:在同一测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都

35、相同的条件下），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差或偶然误差，简称随差。q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、热起伏、空气扰动、大地微震、测量人员感官的无规律变化等。q多次测量，测量值和随机误差服从概率统计规律。q可用数理统计的方法，处理测量数据，从而减少随机误差对测量结果的影响。第三十九页，本课件共有49页n例2：对一不变的电压在相同情况下，多次测量得到 1.235V，1.237V，1.234V，1.236V，1.235V，1.237V。

36、n单次测量的随差没有规律，但多次测量的总体却服从统计规律。n可通过数理统计的方法来处理,即求算术平均值u随机误差定义：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限随机误差定义：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差多次测量所得结果的平均值之差 第四十页，本课件共有49页随机误差的正态分布概率密度曲线 随机误差和测量数据的分布形状相同，因为它们的标准偏差相随机误差和测量数据的分布形状相同，因为它们的标准偏差相同，只是横坐标相差同，只是横坐标相差随机误差具有：随机误差具有：对称性对称性 单峰性单峰性 有界性有界性 抵偿性抵偿性第四十一页，本课件共有49页n有界

37、性：一定条件下，绝对值不会超过一定界限。n单峰性：绝对值小的误差出现的机会多于绝对值大的误差。n对称性：测量次数足够多时，正、负误差出现的机会相等。n抵偿性：测量次数无穷大时，正负误差相互抵消。第四十二页，本课件共有49页n3.粗大误差：粗大误差是一种显然与实际值不符的误差。产生粗差的原因有：q测量操作疏忽和失误 如测错、读错、记错以及实验条件未达到预定的要求而匆忙实验等。q测量方法不当或错误 如用普通万用表电压档直接测高内阻电源的开路电压q测量环境条件的突然变化 如电源电压突然增高或降低，雷电干扰、机械冲击等引起测量仪器示值的剧烈变化等。n含有粗差的测量值称为坏值或异常值，在数据处理时，应剔

38、除掉。第四十三页，本课件共有49页n4.系差和随差的表达式在剔除粗大误差后，只剩下系统误差和随机误差各次测得值的绝对误差等于系统误差和随机误差的代数和。q在任何一次测量中，系统误差和随机误差一般都是同时存在的。q系差和随差之间在一定条件下是可以相互转化 第四十四页，本课件共有49页测量结果的表征n准确度表示系统误差的大小。系统误差越小，则准确度越高，即测量值与实际值符合的程度越高。n精密度表示随机误差的影响。精密度越高，表示随机误差越小。随机因素使测量值呈现分散而不确定，但总是分布在平均值附近。n精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高，表示正确度和精密度都高，意味着系统误差和随

39、机误差都小。第四十五页，本课件共有49页精密度高精密度高正确度高正确度高精确度高精确度高第四十六页，本课件共有49页测量误差的处理原则测量误差的处理原则n在观测过程中，系统误差和偶然误差总是同时产生。n系统误差对观测结果的影响尤为显著，应尽可能地加以改正、抵消或削弱。n对可能存在的情况不明的系统误差，可采用不同时间的多次观测，消弱其影响。n n消除系统误差的常用的有效方法：消除系统误差的常用的有效方法：n 检校仪器：使系统误差降低到最小程度。n 求改正数：将观测值加以改正，消除其影响。n 采用合理的观测方法：如对向观测。n 研究偶然误差是测量学的重要课题。n n消除或削弱随机误差的有效方法：消除或削弱随机误差的有效方法：n 适当提高仪器等级。n 进行多余观测，求最合适值。47第四十七页，本课件共有49页小结n1、掌握测量定义、单位，了解测量的分类。n2、掌握测量误差的表示方法、误差的几种分类（尤其是按特征规律分类）。第四十八页，本课件共有49页感感谢谢大大家家观观看看2/28/2023第四十九页，本课件共有49页