第二章 检测系统的误差合成.ppt

测量：人们借助于检测仪表通过实验方法对客观事物取得数量信息的过程。 真值：在一定时间、空间条件下客观存在的被测量的确定数值。 测量值：检测仪表指示或显示被测参量的数值即仪表读数或示值。 测量误差：测量值与真值的差。 在科学研究及科学实验中，精度是首要的； 在工程实际中，稳定性是首要的，精度只要满足工艺指标范围即可。 测量中发现了粗大误差，数据处理时应将其剔除，这样要估计的误差就只有系统误差和随机误差两类。 　　　　　　　　　　 　　　　 由上式可见，各次测量值的绝对误差等于系统误差和随机误差的代数和 。 当系统误差远大于随机误差，此时按纯粹系统误差处理；系统误差很小，已经校正，则可按纯粹随机误差处理；系统误差和随机误差不多，此时应分别按不同方法来处理。 精确度又称为精度，它反映系统误差和随机误差综合影响的程度；准确度则是反映系统误差影响的程度，精密度则是反映随机误差影响的程度。因此，精度高说明准确度和精密度都高，意味着系统误差和随机误差都小。 精度是反映检测仪器的综合指标，精度高必须做到准确度高、精密度也高，也就是说必须使系统误差和随机误差都小。 产生误差的原因多种多样，根据检测系统的各个环节可分类如下： （1）被检测物理模型的前提条件属于理想条件，与实际检测条件有出入； （2）测量器件的材料性能或制作方法不佳使检测特性随时间发生劣化； （3）电气、空气压、油压等动力源的噪声及容量的影响； （4）检测线路接头之间存在接触电势或接触电阻 （5）检测系统的惯性即迟延传递特性不符和检测的目的要求，因此要同时考虑系统静态特性和动态特性； （6）检测环境的影响，包括温度、气压、振动、辐射等； （7）不同采样所得测量值的差异造成的误差； （8）人为的造成误读，包括个人读表偏差、知识和经验的深浅、体力及精神状态等因素； （9）测量器件进入被测对象，破坏了所要测量的原有状态； （10）被测对象本身变动大，易受外界干扰以致测量值不稳定等。  3、置信概率：随机变量落于 “置信区间”的概率。置信概率可用概率密度曲线 与置信区间横坐标包围的面积表示。测量数据落入置信区间 的概率等于随机误差 落入置信区间 的概率。 4、超差概率：随机变量落在置信区间以外的概率，又称为置信水平或显著性水平。 5、置信系数：置信区间极限 与标准偏差 的比值。 二、置信度的计算 1 、正态分布之测量数据的置信度 2、有限次测量情况下的置信度――通常采用分布来计算置信概率。 随机变量 的概率密度 服从分布。t分布的一个重要特点是其分布与 无关。当测量次数n较小时，t分布与正态分布的差别较大，但当 时，分布趋于正态分布。 置信概率 ： t落在区间（－ ， ）的概率 式中 为置信系数。被测量真值 以置信概率 处在区间 [例2-2-2] 对某电源电压进行8次独立等精密度、无系统误差的测量，所得数据(单位为V)为：12.38，12.40，12.50，12.48．12.43．12.45．12.46，12.42。试按置信概率99.5％估计电压真值在何区间。 解（1）求测量数据的算术平均值 （２）计算出标准偏差估计值 （３）求算术平均值的标准偏差估计值 （４）由给定的置信概率 及测量次数n＝8（用自由度n-1=7）查表2-2得 (5)估计电压真值 即所处区间 ,以 代入得 [12.38，12.50]。 故电压真值以0.995的置信概率估计会处在12.38～2.50V范围以内。 三 、测量结果的数字表示方法 １、如果已知测量仪器的标准偏差 ，作一次测量，测得值为X，则通常将被测量X０的大小表示为 ２、当用n次等精度测量的算术平均值 作为测量结果时，其表达式为 [例2-4-1] 对某电源电压进行5次等精密度测量，所得测量数据(单位为V)为 5.37,5.33，5.14，6.46，5.24；如已知测量数据符合正态分布且最小值无异常．试判断最大值是否含有粗差． 解 (1)将测量数据按大小顺序排列成顺序统计量：5.14,5.24,5.33,5.37,6.46。 (2)计算有关值 1．检定一个1.5级100mA的电流表，发现在50mA处绝对误差