任务三 测量误差与分析处理

任务三测量误差与分析处理知识目标：1.了解测量误差的表示方法；2.了解测量误差的来源；3.了解测量误差的分类。能力目标：1.理解减小随机误差、系统误差及剔除粗大误差的方法；2.掌握测量数据的综合处理。素质目标：1.学习过程中要善于发现问题，逐步培养解决问题的能力；2.学习过程中要培养勤学苦练，精益求精的工匠精神。任务三测量误差与分析处理任务三测量误差与分析处理一、测量误差的表示方法测量值：人们借助专门的测量装置，通过合适的实验方法，把被测对象直接或间接地与同类忆知单位的标准量进行比较，所得结果就是测量值。测量结果包括三部分：测量值、测量单位及测量误差。真值：在一定条件下，被测物理量客观存在的实际值称为真值。真值是一个理想状态下的值，一般来说，是无法精确得到的。测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异，称为测量误差。测量误差的表示方法主要有绝对误差、相对误差、引用误差和基本误差四种。任务三测量误差与分析处理1．绝对误差绝对误差指测量值与真值之间的差值，它反映了测量值偏离真值的绝对数值，即式中，

表示绝对误差；

表示被测量实际值；

表示被测量真值。任务三测量误差与分析处理2.相对误差相对误差指绝对误差与被测量真值之比，用

表示。反映测量值偏离真值的程度。任务三测量误差与分析处理3.引用误差引用误差指仪器仪表某一刻度点的绝对误差与仪表满量程之比。任务三测量误差与分析处理4.基本误差基本误差是指测量仪器在规定使用条件下可能产生的最大误差范围。基本误差有时称为仪器误差。它是衡量电子测量仪器质量的最重要的指标。(1)工作误差:是在额定工作条件下仪器误差的极限值，即来自仪器外部的各种影响量和仪器内部的影响特性为任意可能的组合时，仪器误差的最大极限值。(2)固有误差:是当仪器的各种影响量和影响特性处在基准条件下时，仪器所具有的误差。任务三测量误差与分析处理二、测量误差产生的来源1.外界条件主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化，导致测量结果中带有误差。2.仪器条件仪器在加工和装配等工艺过程中，不能保证仪器的结构能满足各种几何关系，这样的仪器必然会给测量带来误差。3.观测者的自身条件由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同，也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。任务三测量误差与分析处理三、测量误差的分类1.系统误差在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。系统误差一般具有累积性。系统误差的分析：(1)所用传感器、测量仪表或组成元件是否准确可靠；(2)测量方法是否完善;(3)传感器或仪表安装、调整或放置是否正确合理；(4)传感器或仪表工作场所的环境条件是否符合规定条件；(5)测量者的操作是否正确。任务三测量误差与分析处理2.粗大误差粗大误差也叫过失误差。在一定条件下，当测量结果明显偏离其实际值时所对应的误差称为粗大误差。这类误差是由于测量者疏忽大意或环境条件的突然变化而引起的。粗大误差的分析：(1)测量人员的主观原因：操作失误或错误记录；(2)客观外界条件的原因：测量条件意外改变、受较大的电磁干扰，或测量仪器偶然失效等。任务三测量误差与分析处理3.随机误差对某物理量进行等精度测量时，多次测量的误差的绝对值时大时小，符号时正时负，无确定规律，这种误差叫随机误差，又称偶然误差。随机误差的分布规律，可以在大量重复测量数据的基础上总结出来，它符合统计学上的规律性，具有以下的几个特点：(1)绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多；(2)绝对值相等的正误差与负误差出现的机会相等；(3)绝对值很大的误差出现的机会很小，可以认为在—定的测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限；(4)随着测量次数的无限增加，随机误差的算术平均值趋于零。任务三测量误差与分析处理四、测量误差的处理1.系统误差的处理(1)消除系统误差产生的根源。(2)在测量结果中加修正值。确定出较为准确的修正公式、修正曲线或修正表格，以便修正测量结果。(3)在测量过程中采取补偿措施。例如：在用热电偶测温时，采用冷端温度补偿器或冷端温度补偿元件来消除由于热电偶冷端温度变化所造成的系统误差。任务三测量误差与分析处理2.粗大误差的处理含有粗大误差的测量值称为坏值，一经发现，其数据无效，应当删除。3.随机误差的处理随机误差的处理:随机误差的算术平均值可作为等精度多次测量的结果。其算术平均值为：任务三测量误差与分析处理4.测量误差的处理(1)先判断测量数据中是否