第一节 误差绪论.ppt

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 刻线尺的温度变化引起的示值误差 系统误差举例 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偏移或偏畸（Bias）。 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；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。 按对误差掌握程度，系统误差可分为 误差绝对值和符号已经明确的系统误差。 已定系统误差： 举例： 直尺的刻度值误差 误差绝对值和符号未能确定的系统误差，但通常可估计出误差范围。 未定系统误差： 按误差的出现规律，系统误差可分为 误差绝对值和符号固定不变的系统误差。 不变系统误差： 举例： 砝码质量、热膨胀误差 误差绝对值和符号变化的系统误差。 按其变化规律，可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差。 变化系统误差： 随机误差（Random Error） 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。 定义 特征 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。 产生原因 实验条件的偶然性微小变化，如温度波动、噪声干扰、电磁场微变、电源电压的随机起伏、地面振动等。 　随机误差的大小、方向均随机不定，不可预见，不可修正。 　虽然一次测量的随机误差没有规律，不可预定，也不能用实验的方法加以消除。但是，经过大量的重复测量可以发现，它是遵循某种统计规律的。因此，可以用概率统计的方法处理含有随机误差的数据，对随机误差的总体大小及分布做出估计，并采取适当措施减小随机误差对测量结果的影响。具体见第二章。 随机误差的性质 粗大误差（Gross Error） 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。 定义 产生原因 某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。 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） 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）。 　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）予以剔除。 三类误差的关系及其对测得值的影响 标准差 期望值 均值 某次测得值 奇异值 系统误差和随机误差的定义是科学严谨，不能混淆的。但在测量实践中，由于误差划分的人为性和条件性，使得他们并不是一成不变的，在一定条件下可以相互转化。也就是说一个具体误差究竟属于哪一类，应根据所考察的实际问题和具体条件，经分析和实验后确定。 如一块电表，它的刻度误差在制造时可能是随机的，但用此电表来校准一批其它电表时，该电表的刻度误差就会成为被校准的这一批电表的系统误差。又如，由于电表刻度不准，用它来测量某电源的电压时必带来系统误差，但如果采用很多块电表测此电压，由于每一块电表的刻度误差有大有小，有正有负，就使得这些测量误差具有随机性。 误差性质的相互转化 第三节　精 度 这一节将介绍测量误差的评定参数及与误差的关系。 它反映测量结果中系统误差的影响。 准确度（Correctness） 它反映测量结果中随机误差的影响程度。 精密度（Precision） 精确度（Accuracy ） 　它反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影星程度，简称精度。 　 精确度（精度）在数值上一般多用相对误差来表示，但不用百分数。如某一测量结果的相对误差为0.001%，则其精度为10-5。 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，但分散。相当于系统误差小而随机误差大，即精密度低，正确度高。 弹着点集中，但偏向一方，命中率不高。相当于系统误差大而随机误差小，即精密度高，正确度低。 弹着点集中靶心。相当于系统误差与随机误差均小，即精密度、正确度都高，从而准确度亦高。 　指在相同条件下在短时间内对同一个量进行多次测量所得测量结果之间的一致程度，一般用测量结果的分散性来定量表示。 重复性（Repeatability） 　指在变化条件下，对同一个量进行多次测量所得测量结果之间的一致程度，一般用测量结果的分散性来定量表示。复现性也称为再现性。 复现性（Reproducibility） 常用质量名词术语 　指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。它可以用几种方式来定量表示，如用计量特性变化某个规定的量所经过的时间；或用计量特性经规定的时间所发生的变