《3、测量误差和测量不确定度.ppt

3.1 测量概述  1.作风：　规范操作　实事求是　 　　　　　质疑探究　创造发明 2.目的：★获得被测量量的真值（最佳估计值）,并给出这个真值的置信度（不确定度）。 ★发现新现象，新问题，新规律。 3.特征：a.一定的仪器 　　　 b.一定的方法 　　　 c.一定的环境 　　　 d.一定的观察者 第三章 测量误差和测量不确定度 第三章 测量误差和测量不确定度 3.2 测量误差 1、测量误差的定义 绝对误差：测量结果与被测量真值之差。 相对误差：绝对误差除以被测量真值。 分贝误差：相对误差的对数表示。 引用误差：相对误差的另一种表示，分母取全量程，其百分数用来表示仪表的准确度（级）。 2、误差的分类： 系统误差： 随机误差： 粗大误差： 第三章 测量误差和测量不确定度 3、系统误差 ●在同一条件下，对同一物理量进行多次测量时其测量误差的符号和值保持不变，或者按一定规律变化的这类误差叫系统误差，是带有系统性和方向性的误差。 ●系统误差中符号和大小确定，可以修正；符号和大小不确定，可以限制和减小。 ●系统误差的来源： 来源于仪器——调校仪器、保持使用条件； 来源于操作——改进操作和读数方法； 来源于环境——排除环境因素； 来源于理论——对公式进行合理修正。 ●系统误差的补偿：P40 第三章 测量误差和测量不确定度 4、随机误差 在对同一量的多次重复测量中绝对值和符号以不可预知方式变化的测量误差分量。 ●产生原因： 实验条件和环境因素无规则的起伏变化，引起测量值围绕真值发生涨落的变化。例如：电表轴承的摩擦力变动、螺旋测微计测力在一定范围内随机变化、操作读数时的视差影响。 ●特点： 　有严格的统计规律：高斯分布、T分布等， 对称性、有界性、单峰性、抵偿性。 第三章 测量误差和测量不确定度 直接测量的误差估计　 1、测量列的标准差 2、算术平均值的标准差 3、统计定义　　　　　　　　　　 范围内包含真值的几率为68.3%. 第三章 测量误差和测量不确定度 间接测量的误差估计: 教材P43 5、粗大误差 含有粗大误差的值称为异常值，必须在数据处理时进行鉴别，发现后应剔除。 粗大误差的产生原因主要有：测试人员粗心、客观条件变化等等。 剔除粗大误差的准则： 3σ准则 格拉布斯准则 罗曼诺夫斯基准则 第三章 测量误差和测量不确定度 3.3 测量不确定度的基本概念 一、定义：是与测量结果相关联的、表征合理的赋予被测量值分散性的参数。 定义解析: 一个参数 一个表示被测量值分散性的参数 一个与测量结果相联系的参数 合理赋予的参数 二、测量不确定度的含义： 1） “合理”——reasonably，是指在统计控制状态下的测量。也就是说，测量是在重复性条件或复现性条件下进行的，此时对同一被测量做多次测量，所得测量结果的分散性，并用重复性标准〔偏〕差或复现性标准〔偏〕差表示。 第三章 测量误差和测量不确定度 2） “相联系”——associated with，意指测量不确定度是一个与测量结果“在一起”的参数，在测量结果的完整表示中应包括测量不确定度。 没有测量结果就没有测量不确定度，定性分析不存在测量不确定度； 仅给出测量结果而不给测量不确定度是没有意义的。 3）“分散性”－Dispersion，指测量结果的分散性，即为一个量值区间，可以是某一个概率包含可能得到的测量结果。 为了表征这种分散性，测量不确定度用标准〔偏〕差表示。在实际使用中，往往希望知道测量结果的置信区间，测量不确定度也可用标准〔偏〕差的倍数或说明了置信水准的区间的半宽度表示。为了区分这两种不同的表示方法，分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。 第三章 测量误差和测量不确定度 在测量不确定度定义中“合理赋予”这个词很关键： ①由于测量不确定度是表示测量分散性的参数，是一个“模糊”的范围，它的边界需要人“赋予”；因此，这种“赋予”不可避免地要取决于评定者的主观条件（资源、信息、能力、经验）以及客观需求（精密度要求、置信度要求、风险性要求）。不同的评定者对同一被测结果作为的不确定度评定可能有所不同，这是很自然的。 ②这种“赋予”应是合理的，所谓“合理”是指符合统计规律，符合实际情况。 第三章 测量误差和测量不确定度 三、测量不确定度的来源： 1、被测量的定义不完整；