传感器与检测技术第18章 测量不确定度与回归分析.ppt

* 检 测 技 术 电子与信息工程学院 主讲人：赫健 第18章 测量不确定度与回归分析 主要介绍两方面内容： 1、测量误差的基本概述 2、直线拟合方法 一、量值 由一个数和合适的计量单位表示的量称为量值。 理论真值：在理想情况下表征一个物理量 真实状态或属性的值。 检测技术 第18章 测量不确定度与回归分析 18.1 测量误差概述 1、真值和实际值 真值：被测量本身具有的真正值。 约定真值：为了达到某种目的按照约定的 办法所确定的值。 实际值：在满足规定准确度时用以代替真值使用的值。 测量误差：测量结果与被测量真值之差。 准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。 检测技术 第18章 测量不确定度与回归分析 18.1 测量误差概述 2、标称值和指示值 标称值：计量或测量器具上标注的量值。 精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。 指示值：测量仪表或量具给出或提供的量值。 精度：反映测量结果与真值接近程度的量。 二、精度 精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差 综合的影响程度。 三、误差 (1)测量环境误差 检测技术 第18章 测量不确定度与回归分析 18.1 测量误差概述 1、误差的来源 (2)测量装置误差 (3)测量方法误差 (4)测量人员误差 2、误差的分类 (1)按误差出现的规律分类 定义：按某种确定规律变化产生的误差。 产生原因：环境变化。 抑制：找出原因、规律进行补偿；用好的测量方法。 定义：无一定规律可循而产生的误差。 产生原因：随机干扰、噪声、器件接触不良等。 抑制：用统计规律来抑制。 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 ②随机误差 ①系统误差 定义：测量结果明显偏离正常值的误差，即坏值。 产生原因：人员失误、设备故障、操作失灵等。 抑制：用阀值电平、幅值滤波等方法。 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 ③粗大误差 判别方法：拉依达准则和格拉布斯准则。 ★判别方法 ●拉依达准则：凡残余误差大于三倍标准偏差被认为是粗差，它所对应的测量值为坏值，应予以舍弃。 ●肖维勒准则：凡残余误差大于肖维勒鉴别值的误差被认为是粗差，其相应的测量值应予以舍弃。 为测量值的残余误差； 其中， 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 为测量值； 为全部测量值的算术平均值。 ●格拉布斯准则：凡残余误差大于格拉布斯鉴别值的误差被认为是粗差，其相应的测量值应予以舍弃。 例题：测得某物质中铁的含量为1.52，1.46，1.61，1.54，1.55，1.49，1.68，1.46，1.83，1.50，1.56(单位略)。试用拉依达准则和格拉布斯准则检查测量列中是否有坏值。(取α=0.05) 解：根据公式可求得标准偏差为 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 测量值的算术平均值为 所以， 为粗差，即第九个测量值为坏值，应予舍弃。 由残差公式 可得 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 依据拉依达准则 ， 分析可知无坏值。 依据格拉布斯准则 ， 检测技术 第18章 测量不确定度与回归分析 18.1 测量误差概述 (2)按误差的表示方法分类 ②相对误差 ①绝对误差 ( ，即实际相对误差) (示值相对误差) (引用相对误差) 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 (3)按使用条件分类 ②附加误差：脱离额定工作条件而产生的误差，它迭加 到基本误差上。 ①基本误差：额定的工作条件下产生的误差。 (4)按时间变化分类 ②动态误差：仪表示值变化在过渡过程中产生的误差。 ①静态误差：不随时间变化的误差。 其中 为直接测量值。 则间接测量系统误差可表示为： 设系统函数为： 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 四、误差的处理 1、间接测量误差的传递 ★系统误差的传递 ★系统误差合成 当n较少时， 当n较大时， 检测技术 18.1 测量误差 第18章 测量不确定度与回归分析 2、测量误差的合成 图18.1 系统误差合成图 最小二乘法拟合直线：(精度最高) 设拟合直线方程： 残差为