测量误差的分类实用教案

1、 例：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。 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。 可通过(tnggu)数理统计的方法来处理,即求算术平均值1211nniixxxxxnn 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 iixx()n 第1页/共28页第一页，共29页。 2.系统误差 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

2、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(kd)误差和零位误差，或值随温度变化的误差。 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公式，测量人员不良的读数习惯等。 系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系差越小，测量就越准确。 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0 xA第2页/共28页第二页，共29页。 3.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： 测量操作疏忽和失误 如测错、读错、记

3、错以及实验条件未达到预定的要求而匆忙实验等。 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 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(chngj)等引起测量仪器示值的剧烈变化等。 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。 第3页/共28页第三页，共29页。 4.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。 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。 系 差 和 随 差 之 间 在 一 定 条 件 下 是 可 以 相 互(xingh)转化 iii

4、ixAxxxAx第4页/共28页第四页，共29页。2 2、 测量结果(ji gu)(ji gu)的表征 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(cling)值与实际值符合的程度越高。 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(cling)值呈现分散而不确定，但总是分布在平均值附近。 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机误差都小。第5页/共28页第五页，共29页。测量误差的估计(gj)(gj)和处理 随机误差的统计特性及减少方法在测量中，随机误差是不可避免的。随机误差是由大量微小的

5、没有确定规律的因素引起的，比如外界条件（温度、湿度、气压(qy)、电源电压等）的微小波动，电磁场的干扰，大地轻微振动等。多次测量，测量值和随机误差服从概率统计规律。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6页/共28页第六页，共29页。3.3.随机误差的正态分布概率密度曲线(qxin) (qxin) 随机误差和测量数据的分布形状相同，因为它们的标准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，只是横坐标相差偏差相同，只是横坐标相差 ( (a a) )随随 机机 误误 差差( (b b) ) 测测 量量 数数 据据0 )( p x xp p( (x x)

6、 )0 0图图 3 3 1 1 随随 机机 误误 差差 和和 测测 量量 数数 据据 的的 正正 态态 分分 布布 曲曲 线线随机误差具有随机误差具有(jyu)(jyu)：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7页/共28页第七页，共29页。 有界性：一定条件下，绝对值不会超过一定界限。 单峰性：绝对值小的误差(wch)出现的机会多于绝对值大的误差(wch)。 对称性：测量次数足够多时，正、负误差(wch)出现的机会相等。 抵偿性：测量次数无穷大时，正负误差(wch)相互抵消。第8页/共28页第八页，共29页。电流(dinli)、电压测量 一、直接测量： 使用电压表和电流

7、表的注意事项： 1、电流表必须(bx)与负载串联，且应接在被测电路的低电位端；电压表必须(bx)与负载联，且其负端也应接在低电位端。2、选择合适的量程。 3、注意端子极性。4、测量前弄清楚是直流量还是交流量；正弦还是非正弦。二、间接测量：特殊(tsh)情况下使用。第9页/共28页第九页，共29页。可动的线圈固定的磁路系统其结构整体其结构整体(zhngt)上分为上分为两部分：两部分：1. 固定固定(gdng)部部分分2. 可动部分可动部分组成：第10页/共28页第十页，共29页。游丝(yu s)(yu s)I II INS指针永久磁铁圆柱形铁心O O线圈第11页/共28页第十一页，共29页。第1

8、2页/共28页第十二页，共29页。 线圈通入电流 I 电磁力 F线圈受到的转矩 M= k1IFSNF 线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转动力矩矩 M 线圈和指针转动 当弹簧的阻转矩与线圈受到的转动力矩M达到平衡时，可动部分停止转动，此时有M = MF 第13页/共28页第十三页，共29页。kIIkk21 即指针的偏转角 结论: : 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 第14页/共28页第十四页，共29页。 5.优点： 1.刻度均匀； 2.灵敏度和准确度高； 3.阻尼强； 4.消耗(xioho)电能量小； 5.受外界磁场影响小。 6.缺点： 1.只能测量直流； 2.价格较高； 3.不能

9、承受较大过载。 测量(cling)(cling)直流电压、直流电流及电阻。第15页/共28页第十五页，共29页。第16页/共28页第十六页，共29页。ARI-IRI000100A IIRR000I-IRIRA上下(shngxi)同除0I第17页/共28页第十七页，共29页。100IIRRA0.100510.005120 解：答：分流器的电阻(dinz)应为0.1005欧。第18页/共28页第十八页，共29页。0R0IIAAIIRR00即： 可见，并联(bnglin)0.1欧的分流电阻后，就可以把这个微安表改装成为1安的电流表。1 . 09999. 00001. 0100000AAIIRR所以(

10、suy)练习题解：ARAI第19页/共28页第十九页，共29页。小 结1. 磁电系测量机构磁电系测量机构(jgu)的组成：的组成：可动的线圈固定的磁路系统. 2. 12. 磁电系测量磁电系测量(cling)机构的工作原理：机构的工作原理： 磁电系测量磁电系测量(cling)机构原理是根据机构原理是根据通电线圈在磁场中受到电磁力矩作用发生通电线圈在磁场中受到电磁力矩作用发生偏转而制成的。偏转而制成的。3.磁电系电流表是采用磁电系测量机构与分压电阻(dinz)并联制成的。第20页/共28页第二十页，共29页。三 、电磁(dinc)系仪表 利用载流线圈产生的磁场，使固定在线圈内转轴上的铁片运动，导致

11、指针偏转的仪表。 电磁系仪表除可以测量稳值电流外，还可直接测量交变电流的电参量，如电流、电压等。优点是结构( jigu)简单、造价低廉、交直两用、过载能力强；其缺点在于刻度是非线性的。 第21页/共28页第二十一页，共29页。 1、结构( jigu) 固定线圈、可动铁心、指针、阻尼翼片、游丝、永久磁铁等。 2、工作原理利用通电线圈和铁心之间的吸引力产生转动力矩。 通电线圈产生磁场可动铁心被磁化从而产生吸引力产生转动力矩指针偏转。若I方向改变线圈磁场方向以及铁心极性均改变指针偏转方向不变可测交流有效值介绍(jisho)吸引型第22页/共28页第二十二页，共29页。 3、电流表量程的扩大 一般方法

12、加粗线径、减少匝数。 多量程可将两组固定线圈串并联组合。 4、电压表量程的扩大 一般方法串联附加电阻(dinz)：与磁电式电压表类似。 多量程采用分段式附加电阻(dinz)的方法。第23页/共28页第二十三页，共29页。 排斥式。利用载流线圈产生的磁场同时磁化平行放置的动铁片（固定在转轴上）和静铁片（固定在支架上），由于两铁片在同一方向的磁性相同而互相排斥，使动铁片带动转轴转动，当力距与固定在转轴上的游丝产生的反力矩相等(xingdng)时，指针固定的位置即指出待测电参量的数值。结构图如下 它分为(fn wi)排斥式、吸引式和排斥吸引式三种 。第24页/共28页第二十四页，共29页。第25页/共28页第二十五页，共29页。 吸引式。动铁片放在线圈的一端，线圈通电后产生(chnshng)的磁场使动铁片带动轴转动，指针可指示出待测电参量的数值。结构图见下。第26页/共28页第二十六页，共29页。 排斥-吸引式。结构与排斥式相似,但线圈内有两个动铁片固定在轴上，且位置互成180,两个静铁片固定在支架上，这四个铁片组成两对（排斥对和吸引对）铁片组。这种仪表可以减小外界(wiji)磁场对仪表的影响，提高测量精度。 第27页/共28页第二十七页，共29页。谢谢您的观看(gunkn)！第28页/共28页第二十八页，共29页。NoImage内容(nirng)总结例：对一不