第1章测量方法及误差优秀课件.ppt

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1、第第1 1章测量方法及误差章测量方法及误差第1页，本讲稿共81页n n成绩评定方法：成绩评定方法：成绩评定方法：成绩评定方法：1.1.平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩 40%40%2.2.期终考试占总成绩期终考试占总成绩期终考试占总成绩期终考试占总成绩 60%60%第2页，本讲稿共81页参考书目参考书目热能工程测试技术及仪表讲义，韩东太主编热能工程测试技术及仪表讲义，韩东太主编热热工工测测量量仪仪表表，第第二二版版，高高魁魁明明主主编编，冶冶金金工工业业出出版社版社 热热工工测测量量

2、及及仪仪表表，第第二二版版，吴吴永永生生，方方可可人人编编，中国电力出版社中国电力出版社 热工参数测量及仪表，何适生主编，中国电力出版社热工参数测量及仪表，何适生主编，中国电力出版社吕吕崇崇德德.热热工工参参数数测测量量与与处处理理.第第二二版版.北北京京：清清华华大学出版社大学出版社,2001,2001第3页，本讲稿共81页学习要求：学习要求：要求掌握测试系统的基本组成；仪器仪要求掌握测试系统的基本组成；仪器仪表的主要性能参数；误差的分类及处理方法；表的主要性能参数；误差的分类及处理方法；直接测量及间接测量中随机误差和系统误差直接测量及间接测量中随机误差和系统误差的计算方法。的计算方法。第一

3、章第一章 测量方法及误差分析测量方法及误差分析第4页，本讲稿共81页目前热工测量技术的目前热工测量技术的目前热工测量技术的目前热工测量技术的发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势体现在以下方面：体现在以下方面：体现在以下方面：体现在以下方面：测量技术测量技术测量技术测量技术是研究是研究是研究是研究测量原理、测量方法和测量工具测量原理、测量方法和测量工具测量原理、测量方法和测量工具测量原理、测量方法和测量工具的一的一的一的一门科学。不同领域有不同测量项目和测量特点。门科学。不同领域有不同测量项目和测量特点。门科学。不同领域有不同测量项目和测量特点。门科学。不同领域有不同测量项目和测量特点。热工测量热工

4、测量热工测量热工测量是指在热工过程中对各种热工参数，如是指在热工过程中对各种热工参数，如是指在热工过程中对各种热工参数，如是指在热工过程中对各种热工参数，如温温温温度、压力、流量、液位度、压力、流量、液位度、压力、流量、液位度、压力、流量、液位等的测量（热力发电厂中有时等的测量（热力发电厂中有时等的测量（热力发电厂中有时等的测量（热力发电厂中有时也把也把也把也把成分分析、转速、振动成分分析、转速、振动成分分析、转速、振动成分分析、转速、振动等列入其中）。等列入其中）。等列入其中）。等列入其中）。用来测量热工参数的仪表称为用来测量热工参数的仪表称为用来测量热工参数的仪表称为用来测量热工参数的仪表

5、称为热工测量仪表热工测量仪表热工测量仪表热工测量仪表。（1 1 1 1）计算机技术的广泛应用。）计算机技术的广泛应用。）计算机技术的广泛应用。）计算机技术的广泛应用。（2 2 2 2）新型传感器的研制。）新型传感器的研制。）新型传感器的研制。）新型传感器的研制。（3 3 3 3）新技术、新设备的应用。）新技术、新设备的应用。）新技术、新设备的应用。）新技术、新设备的应用。第5页，本讲稿共81页测量是确定被测量大小的检测过程。测量是确定被测量大小的检测过程。测量是确定被测量大小的检测过程。测量是确定被测量大小的检测过程。即即即即利利利利用用用用测测测测量量量量工工工工具具具具，通通通通过过过过实

6、实实实验验验验的的的的方方方方法法法法将将将将被被被被测测测测量量量量与与与与同同同同性性性性质质质质的的的的标标标标准准准准量量量量（即即即即测测测测量量量量单单单单位位位位）进进进进行行行行比比比比较较较较，以以以以确确确确定定定定出出出出被被被被测测测测量量量量是是是是标标标标准准准准量量量量多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值。多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值。多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值。多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值。1.1.11.1.1测量的定义 1.1 测量的概念和测量方法测量的概念和测量方法第6页，本讲稿共81页测量的表达式x x被测

7、量；被测量；b b标准量（测量单位）；标准量（测量单位）；L L所得到的被测量的值，即得到的测量结果。所得到的被测量的值，即得到的测量结果。两个条件：两个条件：用用来来进进行行比比较较的的标标准准量量应应该该是是国国际际上上或或国国家家所所公公认的，且性能稳定；认的，且性能稳定；进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。第7页，本讲稿共81页被测量：被测量：需要检测的物理量，亦称被测量参数。需要检测的物理量，亦称被测量参数。如：压力、温度、流量、液位等。如：压力、温度、流量、液位等。按被测量在测试中的变化情况，可分为：按被测量在测试中的变化情况，可分为：静态量

8、、动态量静态量、动态量两类。两类。静态量：静态量：测量过程中量值不随时间变化而始终测量过程中量值不随时间变化而始终保持不变的被测量。保持不变的被测量。动态量：动态量：测量过程中量值随时间变化而不断改变测量过程中量值随时间变化而不断改变其值的被测量。其值的被测量。第8页，本讲稿共81页1.1.2 测量方法测量方法1.1.1.1.按被测量在测量过程中的状态分按被测量在测量过程中的状态分按被测量在测量过程中的状态分按被测量在测量过程中的状态分n n静态测量静态测量静态测量静态测量 n n对对对对静静静静态态态态量量量量进进进进行行行行的的的的测测测测量量量量。由由由由于于于于测测测测量量量量过过过过

9、程程程程中中中中被被被被测测测测量量量量可可可可以以以以认认认认为为为为是是是是固固固固定定定定不不不不变变变变的的的的，因因因因此此此此不不不不需需需需要要要要考考考考虑虑虑虑时时时时间间间间因因因因素素素素对测量的影响。对测量的影响。对测量的影响。对测量的影响。n n动态测量动态测量动态测量动态测量 对对对对动动动动态态态态量量量量进进进进行行行行的的的的测测测测量量量量。被被被被测测测测量量量量在在在在测测测测量量量量期期期期间间间间随随随随时时时时间间间间（或或或或其其其其他他他他影影影影响响响响量量量量）发发发发生生生生变变变变化。化。化。化。在日常测量中，大多接在日常测量中，大多接

10、在日常测量中，大多接在日常测量中，大多接触的是静态测量。对于触的是静态测量。对于触的是静态测量。对于触的是静态测量。对于这种测量，被测量和测这种测量，被测量和测这种测量，被测量和测这种测量，被测量和测量误差可以当作一种随量误差可以当作一种随量误差可以当作一种随量误差可以当作一种随机变量来处理机变量来处理机变量来处理机变量来处理弹道轨迹的测量、环境弹道轨迹的测量、环境弹道轨迹的测量、环境弹道轨迹的测量、环境噪声的测量等。对这类噪声的测量等。对这类噪声的测量等。对这类噪声的测量等。对这类被测量的测量，需要当被测量的测量，需要当被测量的测量，需要当被测量的测量，需要当作一种随机过程的问题作一种随机过

11、程的问题作一种随机过程的问题作一种随机过程的问题来处理。来处理。来处理。来处理。第9页，本讲稿共81页2.2.测量结果产生的方式分测量结果产生的方式分n n直直接接测测量量：被被测测量量与与所所选选用用的的标标准准量量直直接接进进行行比比较较，或或用用预预先先标标定定好好的的仪仪表表进进行行测测量量，从从而而得得到到测测量量值值的的方方法。如法。如玻璃管水位计玻璃管水位计测水位，测水位，直尺直尺测长度。测长度。n n间间接接测测量量：直直接接测测量量出出与与被被测测量量有有确确定定函函数数关关系系的的各各个个变变量量，带带入入函函数数式式计计算算，从从而而得得到到测测量量值值的的方方法法。如如

12、电阻温度计电阻温度计测温度，测温度，压力传感器压力传感器测压力等。测压力等。n n组组合合测测量量：直直接接测测量量出出多多组组具具有有一一定定函函数数关关系系的的两两只只，通通 过过 解解 联联 立立 方方 程程 来来 求求 取取 被被 测测 量量 的的 方方 法法。如如：求求A A、B B 的数值。的数值。第10页，本讲稿共81页3.3.3.3.根据检测装置动作原理分：根据检测装置动作原理分：根据检测装置动作原理分：根据检测装置动作原理分：n n直读法：直读法：直读法：直读法：被测量作用于仪表比较装置，使其某种参数按被测量作用于仪表比较装置，使其某种参数按被测量作用于仪表比较装置，使其某种

13、参数按被测量作用于仪表比较装置，使其某种参数按已知关系发生变化，并在仪表刻度尺商直接显示测量值。已知关系发生变化，并在仪表刻度尺商直接显示测量值。已知关系发生变化，并在仪表刻度尺商直接显示测量值。已知关系发生变化，并在仪表刻度尺商直接显示测量值。如如如如玻璃管水银温度计玻璃管水银温度计玻璃管水银温度计玻璃管水银温度计由水银柱高度读出温度值。由水银柱高度读出温度值。由水银柱高度读出温度值。由水银柱高度读出温度值。n n零值法（平衡法）：零值法（平衡法）：零值法（平衡法）：零值法（平衡法）：被测量与已知量比较，二者平衡被测量与已知量比较，二者平衡被测量与已知量比较，二者平衡被测量与已知量比较，二者

14、平衡时，仪表平衡器指零，已知量就是被测量。如时，仪表平衡器指零，已知量就是被测量。如时，仪表平衡器指零，已知量就是被测量。如时，仪表平衡器指零，已知量就是被测量。如电位差计电位差计电位差计电位差计测量电势。测量电势。测量电势。测量电势。n n微差法：微差法：微差法：微差法：被测量与已知量未达到平衡，读取其差被测量与已知量未达到平衡，读取其差被测量与已知量未达到平衡，读取其差被测量与已知量未达到平衡，读取其差值，由已知量和差值求出被测量。如值，由已知量和差值求出被测量。如值，由已知量和差值求出被测量。如值，由已知量和差值求出被测量。如不平衡电桥不平衡电桥不平衡电桥不平衡电桥测量测量测量测量电阻。

15、电阻。电阻。电阻。第11页，本讲稿共81页4.4.4.4.根据仪表是否与被测对象接触根据仪表是否与被测对象接触根据仪表是否与被测对象接触根据仪表是否与被测对象接触 n n接触测量法接触测量法接触测量法接触测量法 仪表的部分与被测对象相互接触，受被测对象的作仪表的部分与被测对象相互接触，受被测对象的作仪表的部分与被测对象相互接触，受被测对象的作仪表的部分与被测对象相互接触，受被测对象的作用才能得到测量结果的测量方法。如用才能得到测量结果的测量方法。如用才能得到测量结果的测量方法。如用才能得到测量结果的测量方法。如压力式温度计压力式温度计压力式温度计压力式温度计测量温度，测温包应置于被测介质中。测

16、量温度，测温包应置于被测介质中。测量温度，测温包应置于被测介质中。测量温度，测温包应置于被测介质中。n n非接触测量法非接触测量法非接触测量法非接触测量法 仪表的任何部分不必与被测对象直接接触，就能仪表的任何部分不必与被测对象直接接触，就能仪表的任何部分不必与被测对象直接接触，就能仪表的任何部分不必与被测对象直接接触，就能得到测量结果的测量方法。如得到测量结果的测量方法。如得到测量结果的测量方法。如得到测量结果的测量方法。如光学高温计光学高温计光学高温计光学高温计利用被测利用被测利用被测利用被测对象产生的热辐射测量温度。对象产生的热辐射测量温度。对象产生的热辐射测量温度。对象产生的热辐射测量温

17、度。第12页，本讲稿共81页1.2 热工测量仪表的组成与分类热工测量仪表的组成与分类1.2.1 组成组成第13页，本讲稿共81页1 1感受部件感受部件感受部件感受部件感受被测量的变化，随之内部发生变化，并向外发出一感受被测量的变化，随之内部发生变化，并向外发出一个相应的信号。亦称为一次仪表或传感器。个相应的信号。亦称为一次仪表或传感器。感受部件的具体要求是：感受部件的具体要求是：输出信号必须随被测参数变化而变化。输出信号必须随被测参数变化而变化。输出信号只能随被测参数变化而变化。输出信号只能随被测参数变化而变化。输出信号与被测参数的变化之间呈单值函数关系，最输出信号与被测参数的变化之间呈单值函

18、数关系，最好呈线性关系，并有较高的灵敏度，即有较小的被测好呈线性关系，并有较高的灵敏度，即有较小的被测量变化时，输出信号就有较显著的变化。量变化时，输出信号就有较显著的变化。反应快、迟延小。反应快、迟延小。第14页，本讲稿共81页2 2传输变换部件传输变换部件传输变换部件传输变换部件将感受部件输出的信号，根据显示部件的要求进行适将感受部件输出的信号，根据显示部件的要求进行适将感受部件输出的信号，根据显示部件的要求进行适将感受部件输出的信号，根据显示部件的要求进行适当的处理后传送给显示部件，亦称中间件。当的处理后传送给显示部件，亦称中间件。当的处理后传送给显示部件，亦称中间件。当的处理后传送给显

19、示部件，亦称中间件。有的单纯起传递作用有的单纯起传递作用有的单纯起传递作用有的单纯起传递作用有的将信号放大后传出有的将信号放大后传出有的将信号放大后传出有的将信号放大后传出有的将信号转变成统一信号，如电压或电流，亦称变有的将信号转变成统一信号，如电压或电流，亦称变有的将信号转变成统一信号，如电压或电流，亦称变有的将信号转变成统一信号，如电压或电流，亦称变换器。换器。换器。换器。3 3显示部件显示部件显示部件显示部件接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人员可以

20、辨识的信号，亦称二次仪表。员可以辨识的信号，亦称二次仪表。员可以辨识的信号，亦称二次仪表。员可以辨识的信号，亦称二次仪表。根据显示部件的功能不同，仪表又可分为：根据显示部件的功能不同，仪表又可分为：根据显示部件的功能不同，仪表又可分为：根据显示部件的功能不同，仪表又可分为：指示仪表、记录仪表、积算式仪表（积算器）、指示仪表、记录仪表、积算式仪表（积算器）、指示仪表、记录仪表、积算式仪表（积算器）、指示仪表、记录仪表、积算式仪表（积算器）、信号式仪表和调节仪表。信号式仪表和调节仪表。信号式仪表和调节仪表。信号式仪表和调节仪表。第15页，本讲稿共81页 1.2.21.2.2 仪表的分类仪表的分类

21、按按按按被测参数被测参数被测参数被测参数不同：可分为温度、压力、流量、物位、成分分析和机械不同：可分为温度、压力、流量、物位、成分分析和机械不同：可分为温度、压力、流量、物位、成分分析和机械不同：可分为温度、压力、流量、物位、成分分析和机械量（位移、转速、振动等）测量仪表。量（位移、转速、振动等）测量仪表。量（位移、转速、振动等）测量仪表。量（位移、转速、振动等）测量仪表。按按按按仪表的用途仪表的用途仪表的用途仪表的用途不同：可分为标准用、实验室用和工程用仪表不同：可分为标准用、实验室用和工程用仪表不同：可分为标准用、实验室用和工程用仪表不同：可分为标准用、实验室用和工程用仪表。按按按按显示特

22、点显示特点显示特点显示特点和和和和功能功能功能功能不同，可分为指示式、记录式、积算式、数字式和不同，可分为指示式、记录式、积算式、数字式和不同，可分为指示式、记录式、积算式、数字式和不同，可分为指示式、记录式、积算式、数字式和屏幕式仪表。屏幕式仪表。屏幕式仪表。屏幕式仪表。按按按按工作原理工作原理工作原理工作原理不同：可分为机械式、电气式、电子式、化学式、气动式不同：可分为机械式、电气式、电子式、化学式、气动式不同：可分为机械式、电气式、电子式、化学式、气动式不同：可分为机械式、电气式、电子式、化学式、气动式和液动式仪表。和液动式仪表。和液动式仪表。和液动式仪表。按按按按安装地点安装地点安装地

23、点安装地点不同：可分为就地安装式和盘用仪表不同：可分为就地安装式和盘用仪表不同：可分为就地安装式和盘用仪表不同：可分为就地安装式和盘用仪表。按按按按使用方式使用方式使用方式使用方式不同：可分为固定式和便携式仪表。不同：可分为固定式和便携式仪表。不同：可分为固定式和便携式仪表。不同：可分为固定式和便携式仪表。根据仪表的用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为根据仪表的用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为根据仪表的用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为根据仪表的用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为以下多种类型：以下多种类型：以下多种类型：以下多种类型：第16页，本讲稿共81页1.3.11.3.1

24、 测量误差及其表示方法测量误差及其表示方法1.3 测量误差及其种类测量误差及其种类测量工作是测量工作是测量工作是测量工作是一一一一种实验工作，由于仪表本身不完善，测量人员操作不当，种实验工作，由于仪表本身不完善，测量人员操作不当，种实验工作，由于仪表本身不完善，测量人员操作不当，种实验工作，由于仪表本身不完善，测量人员操作不当，测量时客观条件的变化以及受人类自身认识水平的局限等种种原因，使得测量时客观条件的变化以及受人类自身认识水平的局限等种种原因，使得测量时客观条件的变化以及受人类自身认识水平的局限等种种原因，使得测量时客观条件的变化以及受人类自身认识水平的局限等种种原因，使得测量结果与被测

25、量的真实值之间出现不符的现象，即存在测量误差。测量结果与被测量的真实值之间出现不符的现象，即存在测量误差。测量结果与被测量的真实值之间出现不符的现象，即存在测量误差。测量结果与被测量的真实值之间出现不符的现象，即存在测量误差。测量误差的定义测量误差的定义测量误差的定义测量误差的定义被被测量的真量的真值 测定定值（测量量结果）果）测量量误差差 第17页，本讲稿共81页测测量量量量误误差的概念差的概念差的概念差的概念测测定定定定值值测定值（测量结果）测定值（测量结果）测定值测定值x是由测量所得到的是由测量所得到的被测量的值被测量的值。广义上广义上我们可以把我们可以把测得值测得值、测量值测量值、检测

26、值检测值、实验值实验值、示值示值、名义值名义值、标称值标称值、预置值预置值、给出值给出值等均看作是测量结果。等均看作是测量结果。测量结果是我们要研究的对象。测量结果是我们要研究的对象。第18页，本讲稿共81页uu测测量量量量误误差的概念差的概念差的概念差的概念真真真真值值真值：被测量的真实值。真值：被测量的真实值。真值：被测量的真实值。真值：被测量的真实值。理论真值一般只存在于纯理论之中。理论真值一般只存在于纯理论之中。理论真值一般只存在于纯理论之中。理论真值一般只存在于纯理论之中。如：三角形内角之和恒为如：三角形内角之和恒为如：三角形内角之和恒为如：三角形内角之和恒为180180180180

27、，一个整圆周角为，一个整圆周角为，一个整圆周角为，一个整圆周角为360360360360 真值。真值。真值。真值。uu测测量量量量误误差的概念差的概念差的概念差的概念约约定真定真定真定真值值约定真值：是指对于给定用途、具有适当不确定度的、赋予特约定真值：是指对于给定用途、具有适当不确定度的、赋予特定量的值。定量的值。亦称：亦称：指定值指定值、约定值约定值、参考值参考值或或最佳估计值最佳估计值。例：由国家建立的实物标准（或基准）所指定的千克复原器例：由国家建立的实物标准（或基准）所指定的千克复原器质量的约定真值为质量的约定真值为1kg1kg，其复现的不确定度为，其复现的不确定度为0.008mg0

28、.008mg。校验时，把相对高一级仪表校验时，把相对高一级仪表校验时，把相对高一级仪表校验时，把相对高一级仪表(标准表标准表标准表标准表)的测量值作为真值。的测量值作为真值。的测量值作为真值。的测量值作为真值。第19页，本讲稿共81页普遍性普遍性普遍性普遍性 -误差是不可避免的，所有的测量数据都存在误差。误差是不可避免的，所有的测量数据都存在误差。误差是不可避免的，所有的测量数据都存在误差。误差是不可避免的，所有的测量数据都存在误差。uu误差的特点：误差的特点：误差的特点：误差的特点：uu误误差的基本表示方法差的基本表示方法差的基本表示方法差的基本表示方法绝对误差绝对误差 相对误差相对误差 引

29、用误差引用误差第20页，本讲稿共81页1.1.绝对误差绝对误差绝对误差绝对误差被被测量的真量的真值 测定定值 绝对误差差：是一是一个具有确定的大个具有确定的大小、符号及单位小、符号及单位的量。单位给出的量。单位给出了被测量的量纲，了被测量的量纲，其单位与测得值其单位与测得值相同。相同。适用于：适用于：适用于：适用于：同一量级的同种量的测量结果的误差比较，或同一量级的同种量的测量结果的误差比较，或同一量级的同种量的测量结果的误差比较，或同一量级的同种量的测量结果的误差比较，或单次测量结果的误差计算。单次测量结果的误差计算。单次测量结果的误差计算。单次测量结果的误差计算。第21页，本讲稿共81页2

30、.2.相对误差相对误差相对误差相对误差定义定义定义定义：仪表的绝对误差与被测量的真实值之比，用百分数表仪表的绝对误差与被测量的真实值之比，用百分数表仪表的绝对误差与被测量的真实值之比，用百分数表仪表的绝对误差与被测量的真实值之比，用百分数表示，即示，即示，即示，即 相相相相对误对误差的特点：差的特点：差的特点：差的特点：相对误差只有大小和符号，无量纲，一般用百分数来表示；相对误差只有大小和符号，无量纲，一般用百分数来表示；相对误差常用来衡量测量的相对准确程度。相对误差常用来衡量测量的相对准确程度。被测量的大小不同时：允许的测量绝对误差是不同的。被测量的大小不同时：允许的测量绝对误差是不同的。相

31、对误差相同时：被测量的量值越小，允许的测量绝对误相对误差相同时：被测量的量值越小，允许的测量绝对误差也越小差也越小 第22页，本讲稿共81页例：压力例：压力例：压力例：压力P P1 1=50 kPa=50 kPa，误差，误差，误差，误差d d d d1 1 1 1=2kPa 2kPa；压力；压力；压力；压力P P2 2=2MPa=2MPa，误差，误差，误差，误差d d d d2 2 2 2=5050 kPa kPa GG1 1的相对误差为的相对误差为的相对误差为的相对误差为GG2 2的相对误差为的相对误差为的相对误差为的相对误差为GG2 2 的测量效果较好。的测量效果较好。的测量效果较好。的测

32、量效果较好。解：解：解：解：第23页，本讲稿共81页3.3.折合误差（引用误差）折合误差（引用误差）折合误差（引用误差）折合误差（引用误差）我国电工仪表、压力表的准确度等级我国电工仪表、压力表的准确度等级我国电工仪表、压力表的准确度等级我国电工仪表、压力表的准确度等级（accuracy classaccuracy class）是按照引是按照引是按照引是按照引用误差进行分级的。用误差进行分级的。用误差进行分级的。用误差进行分级的。当一个仪表的等级当一个仪表的等级当一个仪表的等级当一个仪表的等级s s选定后，用此表测量某一被测量选定后，用此表测量某一被测量选定后，用此表测量某一被测量选定后，用此表

33、测量某一被测量时，所产生的最大绝对误差为：时，所产生的最大绝对误差为：时，所产生的最大绝对误差为：时，所产生的最大绝对误差为：绝对误差的最大值与该仪表的标称范围（或量程）上限成正比。绝对误差的最大值与该仪表的标称范围（或量程）上限成正比。绝对误差的最大值与该仪表的标称范围（或量程）上限成正比。绝对误差的最大值与该仪表的标称范围（或量程）上限成正比。定义定义定义定义：是指仪表量程范围内指示值的最大绝对误差与该仪：是指仪表量程范围内指示值的最大绝对误差与该仪：是指仪表量程范围内指示值的最大绝对误差与该仪：是指仪表量程范围内指示值的最大绝对误差与该仪 表的量程范围之间的百分比，即表的量程范围之间的百

34、分比，即表的量程范围之间的百分比，即表的量程范围之间的百分比，即仪表量程范围内指示值的最大绝对误差；仪表量程范围内指示值的最大绝对误差；仪表量程范围内指示值的最大绝对误差；仪表量程范围内指示值的最大绝对误差；仪表的量程。仪表的量程。仪表的量程。仪表的量程。第24页，本讲稿共81页引用引用引用引用误误差示例差示例差示例差示例用有一块测量范围为用有一块测量范围为用有一块测量范围为用有一块测量范围为0.1MPa0.1MPa0.1MPa0.1MPa，2.52.5级的压级的压级的压级的压力真空表，在进行计量校准时，各示值点上最大允许误力真空表，在进行计量校准时，各示值点上最大允许误力真空表，在进行计量校

35、准时，各示值点上最大允许误力真空表，在进行计量校准时，各示值点上最大允许误差是多少？差是多少？差是多少？差是多少？解：该压力真空表在解：该压力真空表在解：该压力真空表在解：该压力真空表在0.1MPa0.1MPa0.1MPa0.1MPa范围内各示值范围内各示值范围内各示值范围内各示值点上的引用误差不应超过点上的引用误差不应超过点上的引用误差不应超过点上的引用误差不应超过2.52.5，则各示值点上允许误差则各示值点上允许误差则各示值点上允许误差则各示值点上允许误差的最大示值误差应为：的最大示值误差应为：的最大示值误差应为：的最大示值误差应为：n n引用误差专用于仪器仪表误差的描述。引用误差专用于仪

36、器仪表误差的描述。引用误差专用于仪器仪表误差的描述。引用误差专用于仪器仪表误差的描述。2.52.50.10.1（0.10.1）0.0050.005（MPaMPa）第25页，本讲稿共81页1 1.系统误差系统误差定义：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所定义：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。得结果的平均值与被测量的真值之差。特征：在相同条件下，多次测量同一量值时，该误差的绝特征：在相同条件下，多次测量同一量值时，该误差的绝对值和符号保持不变，或者在条件改变时，按某一确定规对值和符号保持不变，或者在条件改变时，按某一确定规律变化的误差。律变

37、化的误差。1.3.2 测量误差的分类根据误差的性质不同，可以把误差分为根据误差的性质不同，可以把误差分为系统误系统误差差、随机误差随机误差和和疏失误差疏失误差三种。三种。第26页，本讲稿共81页系系统误统误差差举举例例在实际估计测量器具示值的系统误差时，常常用适当次数的重在实际估计测量器具示值的系统误差时，常常用适当次数的重复测量的算术平均值减去约定真值来表示，又称其为测量器具复测量的算术平均值减去约定真值来表示，又称其为测量器具的的偏移偏移或或偏畸偏畸。由于系统误差具有一定的规律性，因此可以根据其产生原由于系统误差具有一定的规律性，因此可以根据其产生原因，采取一定的技术措施，设法消除或减小；

38、也可以在相因，采取一定的技术措施，设法消除或减小；也可以在相同条件下对已知约定真值的标准器具进行多次重复测量的同条件下对已知约定真值的标准器具进行多次重复测量的办法，或者通过多次变化条件下的重复测量的办法，设法办法，或者通过多次变化条件下的重复测量的办法，设法找出其系统误差的规律后，对测量结果进行修正。找出其系统误差的规律后，对测量结果进行修正。对系统误差，采用修正法进行处理。对系统误差，采用修正法进行处理。用天平计量物体质量时，砝码的质量偏差用天平计量物体质量时，砝码的质量偏差 用千分表读数时，表盘安装偏心引起的示值误差用千分表读数时，表盘安装偏心引起的示值误差 刻线尺的温度变化引起的示值误

39、差刻线尺的温度变化引起的示值误差 第27页，本讲稿共81页2.2.随机误差随机误差随机误差随机误差定义定义 消除系统误差之后，测得值与在重复性条件下对同一被测消除系统误差之后，测得值与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量结果的平均值之差。又称为偶然误差。量进行无限多次测量结果的平均值之差。又称为偶然误差。特点特点 在相同测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以在相同测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。不可预定方式变化的误差。产生原因产生原因 随机误差是由人们不能掌握，不能控制，不能调节，更不能消除的随机误差是由人们不能掌握，不能控制，不能调节，更不

40、能消除的微小因素造成。这些因素中，有的是尚未掌握其影响测量准确的规微小因素造成。这些因素中，有的是尚未掌握其影响测量准确的规律；有的是在测量过程中对其难以完全控制的微小变化律；有的是在测量过程中对其难以完全控制的微小变化(如温度波如温度波动、噪声干扰、电磁场微变、电源电压的随机起伏、地面振动、噪声干扰、电磁场微变、电源电压的随机起伏、地面振动等动等)，而这些微小变化又给测量带来误差。，而这些微小变化又给测量带来误差。第28页，本讲稿共81页随机随机误误差的特征差的特征n随机误差的最主要特征是具有随机误差的最主要特征是具有随机性随机性，没有确定的规律。，没有确定的规律。类似类似于其它随机变量，对

41、无限次测量来说，随机误差服从于其它随机变量，对无限次测量来说，随机误差服从统计规统计规律律。n n对随机误差，采用数理统计方法进行处理。对随机误差，采用数理统计方法进行处理。对随机误差，采用数理统计方法进行处理。对随机误差，采用数理统计方法进行处理。第29页，本讲稿共81页3.3.3.3.疏失误差疏失误差疏失误差疏失误差n定义：定义：n指明显超出统计规律预期值的误差。又称为疏忽误差、过失指明显超出统计规律预期值的误差。又称为疏忽误差、过失误差或简称粗差。误差或简称粗差。n产生原因产生原因：某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。：某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。n测量方法不当或错误，测量操作疏

42、忽和失误（如未按规程操测量方法不当或错误，测量操作疏忽和失误（如未按规程操作、读错读数或单位、记录或计算错误等）作、读错读数或单位、记录或计算错误等）n测量条件的突然变化（如电源电压突然增高或降低、雷电干扰、测量条件的突然变化（如电源电压突然增高或降低、雷电干扰、机械冲击和振动等）。机械冲击和振动等）。n由于该误差很大，明显歪曲了测量结果。故应按照一定的准则进由于该误差很大，明显歪曲了测量结果。故应按照一定的准则进行判别，将含有粗大误差的测量数据（称为坏值或异常值）予以行判别，将含有粗大误差的测量数据（称为坏值或异常值）予以剔除。剔除。n n对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。对疏失误差，采

43、用误差处理理论进行剔除。对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。第30页，本讲稿共81页1.4 仪表的质量指标及仪表的校验仪表的质量指标及仪表的校验 1.4.1 仪表的质量指标仪表的质量指标仪表的质量指标仪表的质量指标 1 1仪表的精确度等级及允许误差仪表的精确度等级及允许误差仪表的精确度等级及允许误差仪表的精确度等级及允许误差精确度精确度是精密度与正确度的综合指标，或称是精密度与正确度的综合指标，或称精度精度。精密度精密度：对同一被测量进行多次测量所得的测定值重复一致的程度，：对同一被测量进行多次测量所得的测定值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集程度，

44、称为测量的精密度。精密度反映了随或者说测定值分布的密集程度，称为测量的精密度。精密度反映了随机误差的影响，随机误差愈小精密度愈高。机误差的影响，随机误差愈小精密度愈高。正确度正确度：对同一被测量进行多次测量，测定值偏离被测量真：对同一被测量进行多次测量，测定值偏离被测量真值的程度，称为测量的正确度值的程度，称为测量的正确度(或称准确度或称准确度)。正确度反映了系。正确度反映了系统误差的影响，系统误差愈小，正确度愈高。统误差的影响，系统误差愈小，正确度愈高。第31页，本讲稿共81页准确度、正确度和精密度三者之间的关系准确度、正确度和精密度三者之间的关系弹着点全部在靶上，但弹着点全部在靶上，但弹着

45、点全部在靶上，但弹着点全部在靶上，但分散。相当于系统误差分散。相当于系统误差分散。相当于系统误差分散。相当于系统误差小而机误差大，即精密小而机误差大，即精密小而机误差大，即精密小而机误差大，即精密度低，正确度高。度低，正确度高。度低，正确度高。度低，正确度高。弹着点集中，但偏向弹着点集中，但偏向弹着点集中，但偏向弹着点集中，但偏向一方，命中率不高。一方，命中率不高。一方，命中率不高。一方，命中率不高。相当于系统误差大随相当于系统误差大随相当于系统误差大随相当于系统误差大随机误差小，即精密度机误差小，即精密度机误差小，即精密度机误差小，即精密度高，正确度低。高，正确度低。高，正确度低。高，正确度

46、低。弹着点集中靶心。相当弹着点集中靶心。相当弹着点集中靶心。相当弹着点集中靶心。相当于系统误差与随机误差于系统误差与随机误差于系统误差与随机误差于系统误差与随机误差均小，即精密度、正确均小，即精密度、正确均小，即精密度、正确均小，即精密度、正确度都高，从而准确度亦度都高，从而准确度亦度都高，从而准确度亦度都高，从而准确度亦高。高。高。高。第32页，本讲稿共81页测量仪表的准确度由国家按离散化系列加以规定，测量仪表的准确度由国家按离散化系列加以规定，测量仪表的准确度由国家按离散化系列加以规定，测量仪表的准确度由国家按离散化系列加以规定，并且直接与并且直接与并且直接与并且直接与允许误差允许误差允许

47、误差允许误差相对应。允许误差去掉百分相对应。允许误差去掉百分相对应。允许误差去掉百分相对应。允许误差去掉百分 号后取号后取号后取号后取绝对值绝对值绝对值绝对值，就是该仪表的，就是该仪表的，就是该仪表的，就是该仪表的精确度等级精确度等级精确度等级精确度等级，又称，又称，又称，又称 精度等级。精度等级。精度等级。精度等级。我国目前规定的准确度等级有：我国目前规定的准确度等级有：我国目前规定的准确度等级有：我国目前规定的准确度等级有：0.0050.005，0.010.01，0.020.02，0.040.04，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.40.4，0.50.5，1.01.0，1.

48、51.5，2.52.5，4.04.0，5.05.0等级别。等级别。等级别。等级别。如如如如仪表标牌为：仪表标牌为：仪表标牌为：仪表标牌为：或或或或表示该仪表的精确度等级为表示该仪表的精确度等级为表示该仪表的精确度等级为表示该仪表的精确度等级为0.50.50.50.5级，其允许误差为级，其允许误差为级，其允许误差为级，其允许误差为0.5%0.5%0.5%0.5%。仪表的允许误差仪表的允许误差仪表的允许误差仪表的允许误差准确度等级准确度等级准确度等级准确度等级%第33页，本讲稿共81页例例例例1-11-1：对某机组进行热效率试验，需用：对某机组进行热效率试验，需用：对某机组进行热效率试验，需用：对

49、某机组进行热效率试验，需用0-160-160-160-16MPaMPa压力表来测量压力表来测量压力表来测量压力表来测量10MPa10MPa左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过0.50.50.50.5%，试，试，试，试选择仪表的精确度等级。选择仪表的精确度等级。选择仪表的精确度等级。选择仪表的精确度等级。解：仪表的解：仪表的解：仪表的解：仪表的允许绝对误差允许绝对误差允许绝对误差允许绝对误差100.5%100.5%100.5%100.5%0.05MPa0.05MPa0.05

50、MPa0.05MPa仪表的仪表的仪表的仪表的允许折合误差允许折合误差允许折合误差允许折合误差 0.313%0.313%所以该仪表的所以该仪表的所以该仪表的所以该仪表的精确度等级精确度等级精确度等级精确度等级应选为应选为应选为应选为0.20.2级。级。级。级。第34页，本讲稿共81页2 2.仪表的基本误差和附加误差仪表的基本误差和附加误差仪表的基本误差和附加误差仪表的基本误差和附加误差仪表在全量程范围上各示值点的误差中，仪表在全量程范围上各示值点的误差中，仪表在全量程范围上各示值点的误差中，仪表在全量程范围上各示值点的误差中，绝对值绝对值绝对值绝对值最大者。最大者。最大者。最大者。基本误差基本误