检测技术—第一章课件.pptVIP

* 四、 随机误差的表示方法 标准偏差表示法（取 中k =1） 此时置信概率 即随机误差落入区间 的几率为68.3% 。 极限偏差表示法（取 为极限误差） 工程上，一般取 此时， * 五、真值的估计 由概率论知：当测量次数N→∞，子样的算术平均值 才会依概率收敛于数学期望m.所以， 就是真值m的无偏估 计，因为 的数学期望恰好就是真值m,即 * 六、 标准偏差的估计算法 有限次测量，估计值 Bessel 公式 极差法 计算简单，精度较差。 d(N)是与N有关的系数 * 第四节 系统误差的处理 系差不能靠增加测量次数或概率统计办法消除，也无通用的处理方法。恒值系差影响样本均值，变值系差还影响标准偏差。系差处理是否得当，取决于经验和技巧。 一．系差的分类 将测量数据的系统误差 按时间顺序排列，得到下图所示的 曲线a，b，…，e。 图 系差的分类 根据图种曲线的规律，可将系差分为以下几类： 恒值系差 例：曲线a 误差的大小和符号固定不变 变值系差 累积性系差 例：曲线b,c 随时间的增长，误差逐渐加大或减小 周期性系差 例：曲线d 误差的大小和符号周期性变化 复杂规律系差 例：曲线e 变化趋势复杂，但却有规律，可重复再现 二、系统误差的判别方法 1、恒值系统误差的判别法 （1）校正和比对 校正：对仪表进行定期检定，给出校正后的修正值。 比对：相类仪器相互比对，观察差异 （2）改变测量条件 例：天平称物时，重物与砝码对调位置，可发现有无恒定系差。 例：将两个弹簧称勾在一起拉开，比较读数差别，可发现系差。 例：用普通模拟电压表（指针式）测量电压时，由于仪表本身的误差或者由于仪表内阻不够高而引起测量误差，这可认为是系差，而用数字电压表重新测量，由于内阻较高，可发现这一误差。 （3）理论计算或按经验公式计算 2、变值系统误差的判别法 （1）观察法 根据测量数据的各个残差大小和符号的变化规律，直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。这种方法主要适用于发现变值系差。通常将测量列的残差做散点图： a：无变化系差； b：累积性系差； c：周期性系差； d：复杂系差 （周期+线性） （2）准则法 马利科夫判据 把残差按测量先后排序，若前后两部分残差和相差较大，则存在累积性系差。 方法如下： 第一步：计算D： （n为偶数）; （n为奇数） 其中 第二步：判断：若D的绝对值显著地不等于零（与残差值相当或更大），则怀疑有累积性系差。 三．减小和消除系差的常用方法 1．抵消法：又称正负误差补偿法。 例：用安培表测电流时，考虑到恒定外磁场对仪表读数的影响，可以将电流表的位置旋转180°再测一次，取两次读的平均值作为测量结果。因为恒定外磁场的影响使读数一次偏大，一次偏小，所以测量误差相抵。 2．交叉读数法（对称观测法）：用于消除线性系差。 例如用标准温度计 来校准被检温度计 时，由于校准时炉温 随时间线性变化（如图所示），为求得被检温度计误差 ，可采用交叉读数法，测量顺序为 ， ， ， （或 ） 图 炉温随时间变化图 为变值系差 假设两个温度计 变值系差变化相同 此时 时， 时， 时， 故 可见，被检温度计示值误差不受线性变化的系差的影响。 * 3．微差法 第三章 基本检测方法和一般检测系统的构成与分类 3.1 基本检测方法 为了获得被测对象的真值，需要对被测对象进行检测，在这一过程中，检测方法非常重要。 常用的检测方法如下： 一、直接按物理定律检测法（大多属于此类） 原理：从被测对象中取得一部分能量作用到检测元件上，检测元件按照一定的规律把取得能量转换成易于测量和传输的量，再对该量进行直接测量。 被测对象 检测元件 x y 能量 无需辅助能源的直接变换式 例如：水银温度计测温度 需要辅助能源的调制变换式 例如：Hall传感器测磁场 二、探查型检测法 被测对象 输入信号 x 输出信号 y 探查检测元件 探查信号 xs 即检测系统输入信号是由探查部件发生的探查信号与被测物体的被测量以某种规律变换而成 例如超声波测液位 三、比较型检测法 原理：将被测量x与标准量N进行比较而实现对被测量的测量。 分三种方法： 1、平衡法：即将被测量与同类标准量进行直接比较，若有差值，则调整标准量直至与被测量平衡。此时标准量示值就代表被测量大小。 例如平衡电桥。 2、偏差法：仪表用指针相对刻度线