第二章 检测技术理论基础 - 副本.ppt

* * 第二章 检测技术的理论基础 2.1 测量误差及其数据处理 2.2 传感器检测系统的一般特性 即传感器的输入输出特性，y=f(x) 。 1.静态特性 2.动态特性 2.1.测量误差及其数据处理： 一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有测量过程中。测量误差反映了测量结果的好坏。 研究误差的意义主要归纳为： 1.正确认识误差的性质，分析误差产生的原因——从根本上， 消除或减小误差。 2.正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果——通过计算得 到更接近真值的数据。 3.正确组织实验过程，合理设计、选用仪器或测量方法——根据目标确定最佳系统。 一.测量误差及其分类 误差（Error）的定义：测得值（Measured Value）与被测量的真值（True Value）之间的差。 表达式为：误差＝测得值－真值 真值：观测一个量时，该量本身所具有的真实大小。 真值包括理论值和约定真值。 约定真值(Conventional True Value）：对于给定用途具有适当不确定度的、赋予特定量的值。也成为指定值、最佳估计值、约定值或参考值。 三角形内角之和恒为180o 一个整圆周角为360o 国际千克基准1Kg 当今保存在国际计量局的铂铱合金千克原器的最小不确定度为0.004mg 误差 绝对 误差 相对 误差 粗大 误差 系统 误差 随机 误差 按表示形式 按性质特点 误差有多种分类及表示方法。 1.绝对误差（Absolute Error） 定义：某量值的测得值和真值之间的差值。通常简称为误差。 表达式为：绝对误差＝测得值－真值 Error=measured value – ideal value 真值常用约定真值来表示，特点为： 1) 绝对误差是一个具有确定的大小、符号及单位的量。 2) 给出了被测量的量纲，其单位与测得值相同。 绝对误差 被测量的真值，常用约定真值代替 测得值 ?L＝L－L0 在实际使用时，为方便消除系统误差，常使用修正值。 修正值(Correction)的定义：为了消除固定的系统误差用代数法而加到测量结果上的值。其表达式为： 修正值≈真值－测得值≈—误差 特点如下： 1) 与误差大小近似相等，但方向相反。 2) 修正值本身还有误差。 测量仪器的修正值或修正曲线一般由计量部检定给出。 如： Δ X = X — A 。其中A为精度更高一级的标准量具的测量结果或每次测量的平均值。 例：用某电压表测量电压，电压表的示值为226V，查该表的检定证书，得知该电压表在220V 附近的误差为5V ，被测电压的修正值为－5V ，则修正后的测量结果为226+(－5V )=221V。 被测量的真值，常用约定真值代替，也可以近似用测量值 L 来代替 L0 相对误差 绝对误差 2. 相对误差（Percentage Error ） 定义：绝对误差与被测量真值之比。 其表达式为： 相对误差＝绝对误差/真值≈绝对误差/测得值 特点： 1）相对误差有大小和符号。 2）无量纲，一般用百分数来表示。 3）在小信号测量时相对误差较大，因此希望被测量接近量程的2/3处。 该标称范围（或量程）上限 最大引用误差 仪器某标称范围（或量程）内的最大绝对误差 3.引用误差（Fiducial Error of a Measuring Instrument） 定义：是一种表示仪器仪表示值相对误差，它是以仪器仪表某一刻度点的示值误差为分子，以测得范围上限值或全量程值为分母的比值。 引用误差是一种相对误差，而且该相对误差是引用了特定值，即标称范围上限（或量程）得到的，故该误差又称为引用相对误差、满度误差。 其表达式为： 我国电工仪表、压力表的准确度等级（Accuracy Class）就是按照最大引用误差进行分级的，有0.1、0.2、0.5、1.