检验误差与数据处理剖析.ppt

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1、检验误差与数据处理检验误差与数据处理第一节第一节 检验误差检验误差 一、误差的概念及误差的形成一、误差的概念及误差的形成（p304p304）（一）概念一）概念 1 1、真值、真值 与给定的特定量的定义完全一致与给定的特定量的定义完全一致的值。从本质上说是不能确定真值的。的值。从本质上说是不能确定真值的。与与“真值真值”足够接近的值为约定真值。在定足够接近的值为约定真值。在定义和公式表达中给出的称为理论真值义和公式表达中给出的称为理论真值 。2 2、误差、误差 测量结果减去被测量的真值所得测量结果减去被测量的真值所得的差，即为测量误差，简称误差。的差，即为测量误差，简称误差。（二）误差的形成（二

2、）误差的形成 测量结果是人们认识的结果，其影响因素主测量结果是人们认识的结果，其影响因素主要有：测量程序、计量器具、测试设备仪器、试要有：测量程序、计量器具、测试设备仪器、试剂、检验方法、测试环境、检验人员及被检产品剂、检验方法、测试环境、检验人员及被检产品本身。本身。二、误差的分类（p104）（一）根据测量结果的大小分为正误差与负误差。（二）根据误差的性质与产生的原因分为系统误差与随机误差 1、系统误差 （1）概念 在重复条件下，对同一被测量对象进行无限多次测量所得结果的平均值与真值的差。（2）产生系统误差的主要原因 仪器误差 人员误差 环境误差（基本误差与附加误差）方法误差 2、随机误差

3、（1）概念（p105）随机误差是测量结果与在重复性条件下对同一被测量对象进行无限多次测量所得结果的平均值之差。随机误差等于误差减去系统误差。等精度测量 在测量及误差理论中，把在同一条件下进行的一系列独立测量称为等精度测量。（2）产生随机误差的原因 偶然因素、互不相关、微小变化、无法预料 等精度测量的测量值出现的概率密度服从正态分布规律。（3）随机误差的特性（即正态分布函数的特性）（p106）单单峰性峰性 对称性对称性 有界性有界性 抵偿性抵偿性 抵偿性是抵偿性是随机误差特性中最本质的统计特性。以等精度测量某一物理量时，其随机误差的算术平均值，随测量次数的增加而减小；测量次数无限增多，其值趋近于

4、零。三、误差的消除（p106）（一）控制随机误差 多次测量 （二）消除系统误差 1、修正 2、消除产生系统误差的原因 四、误差的表示方法四、误差的表示方法（p107）（一）绝对误差一）绝对误差 所获得的结果减去被测量的真值。所获得的结果减去被测量的真值。（二）相对误差（二）相对误差 绝对误差与被测量的（约定）真值绝对误差与被测量的（约定）真值之比。之比。（三）区别几个概念（三）区别几个概念 1 1、精密度、精密度 测量数值的分散程度。反映随机误差测量数值的分散程度。反映随机误差的大小。的大小。2 2、正确度、正确度 测量数值偏离真值程度。反映系统误测量数值偏离真值程度。反映系统误差大小程度。差

5、大小程度。3 3、准确度、准确度 测量数值分散与偏离程度。反映综合测量数值分散与偏离程度。反映综合误差的大小程度。误差的大小程度。4 4、不确定度、不确定度 由于测量误差的存在而对被测量值不由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。能肯定的程度。（1 1）分类）分类 按误差性质可分为系统不确定度和随机不按误差性质可分为系统不确定度和随机不确定度。确定度。（2 2）估计方法）估计方法 多次重复测量用统计方法计算出的标准偏差；多次重复测量用统计方法计算出的标准偏差；用其他方法估计出近似的用其他方法估计出近似的“标准偏差标准偏差”总体方差 监督总体中各单位产品某质量特性值与总体均值之差的平方和除

6、以总体量减1。（p307 p107教程）总体标准差 总体方差的正平方根。样本方差 样本中单位产品某质量特性值与样本均值之差的平方和除以样本量减1。样本标准差s 样本方差的正平方根。标准差的物理意义标准差的物理意义 其值反映分散性，即质量其值反映分散性，即质量波动情况。波动情况。不确定度可以是标准差或者其倍数。不确定度可以是标准差或者其倍数。以标准差表示的不确定度称为标准不确定度；以标准差表示的不确定度称为标准不确定度；以标准差的倍数表示的不确定度称为扩展不确以标准差的倍数表示的不确定度称为扩展不确定度。定度。（四）粗大误差的剔除（四）粗大误差的剔除（p108p108）当误差服从正态分布时，误差

7、大于当误差服从正态分布时，误差大于3是个小概是个小概率事件，一般不会发生，应予剔除。率事件，一般不会发生，应予剔除。发生概率小于发生概率小于2.7的事件为小概率事件，一般的事件为小概率事件，一般不会发生。不会发生。第二节第二节 数据处理及数值修约数据处理及数值修约 一、概念 1、正确数 不带测量误差的数。可将理论定义、假设中的数作为正确数对待。2、近似数 接近但不等于某一数的数。3、有效数字 经修约后修约误差绝对值不大于0.5（末位）的数值，即从左边第一个不是零的数字起到最末一位数字上的所有数字都是有效数字。只保留末位一位不准确数字，其余数字均为准确数字。4、有效位数 从左边第一个非零数字算起

8、所有有效数字的个数。确定有效数字、有效位数 的方法（p110）5、修约间隔、修约间隔 系确定修约保留位数的一种方式。修约间隔的系确定修约保留位数的一种方式。修约间隔的数值一经确定，修约值即应为该数值的整数倍。数值一经确定，修约值即应为该数值的整数倍。例如例如：修约间隔为修约间隔为0.01,修约值即应在修约值即应在0.01的整的整数倍中选取数倍中选取,相当于修约到小数点后第二位相当于修约到小数点后第二位;修约间隔为修约间隔为100,修约值即应在修约值即应在100的整数倍中选的整数倍中选取取,相当于修约到相当于修约到“百百”数位。数位。6、末位单位、末位单位 最末位数字所对应的量值单位。最末位数字

9、所对应的量值单位。例如：例如：3.968m最末一位数字最末一位数字“8”的单位为的单位为1mm。二、数值修约规则二、数值修约规则（GB8170-87）1、确定修约位数的表达方式（p111）（1）指定数位 指定修约到几位小数，或几数位 例：将2.3421修约到小数点后第二位2.3421 将8351修约到百数位8351 （2）指定将数值修约成几位有效数字 例：将12.1498修约成二位有效数字12.1498 将1298修约成三位有效数字1298 2、进舍规则、进舍规则 （1）拟舍弃数字最左一位数字小于5，则舍去，其余各保留数字的位数不变。例：12.1498 12.1（修约到一位小数）12.1498

10、 12.1（修约到三位有效数字）（2）拟舍弃数字最左一位数字大于5，或者等于5而后跟有的数字不全部为零时，则进1。例：1268修约到百数位：1268 1300 13 102 2 （13 102 2表示百数位修约后）10.502修约到个数位：10.502 11 （3）拟舍弃数字最左一位数字等于5，而右边无数字或皆为0时，若所保留的末位数为奇数则进1，为偶数则舍弃。例：1.05修约到1 10位,1.05 1.0 250修约到一位有效数字 2 102 2 150修约到一位有效数字 2 102 2 0.350修约到10分位,0.4 3、负数修约 先将其绝对值按上述规则进行修约，然后在修约值前加上负号。

11、4、不得连续修约 关于在数值后加（+）、（）或不加号的应用。（p112）三、有效数字位数的选择 1、测量过程中有效数字位数的选择 一般按仪器最小分度值读数；对需要进一步计算的，再估读一位。2、计算过程中有效数字位数的选择（近似计算）（1）加减法 以小数点后位数最少的数为准，其余各数均修约成比该数多一位，然后运算。若所得结果为最后结果，不再参加运算，有效数字的位数应与小数位最少的数相同。（2）乘除法 先修约成比有效数字位数最少的数字多一位有效数字再进行运算，所得结果以各数中有效数字位数最少的为准。（3）乘方或开方 计算结果可以保留与原数字相同的有效数字位数。若还参加运算，则结果可比原数多保留一位数字。四、检验结果的判定（GB1250-1998极限数值的表示方法和判定方法）1、修约值比较法 凡标准中说明采用修约值比较法的，应采用修约值比较法。将测定值或计算值按GB8170进行修约，修约位数与标准规定的极限数值进行比较，作出判定。2、全数值比较法 标准中极限值未加说明时，均指采用全数值比较法。对测定值或计算值不经修约处理，用全数值与极限数值比较并作出判定。3、两种方法判定结果比较P313谢谢，再见谢谢，再见!