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第2章 测量误差分析与数据处理习题课


解 按题意,功率测量允许的系统误差为
ΔP= 300 mW×5%=15 mW
20
又ΔP=uΔI+IΔu=ΔP1+ΔP2
根据等作用分配,有
P1

P2

P
2
I P / 2 15 2.5mA
u 23

u P / 2 15 0.075mA 75mV
I 2 100
9 .在测量不确定度的评定前,要对测量数据进行异常数据
判别,一旦发现有异常数据应先剔除之。(对)
4
三、选择题:
1 .若马利科夫判据成立,则说明测量结构中含有d。 ( a )随机误差 (b) 粗大误差 (c) 恒值系差 (d) 累进性变值系差 2 .在使用连续刻度的仪表进行测量时,一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值
5 .被测量的真值是客观存在的,然而却是无法获得的。 (对)
6 .系统误差的绝对值和符号在任何测量条件下都保持恒定, 即不随测量条件的改变而改变。(错)
7 .不论随机误差服从何种分布规律,均可用莱特准则判定 粗大误差。(错)
8 . A 类标准不确定度对应随机误差, B 类标准不确定度 对应系统误差。(错)
则此表在 50 μ A 点是合格的。要判断该电流表是否合格,应该在整个量程内取足够多的点进行检定。
7
答案: 8
答案:
P15 讲过
9
4 .对某电感进行了 12 次精度测量,测得的数值( mH )为 20.46 , 20.52 , 20.50 , 20.52 , 20.48 , 20.47 , 20.50 , 20.49 , 20.47 , 20.49 , 20.51 , 20.51 ,若要求在 P=95% 的置信概率下,该电感 真值应在什么置信区间内?
7. 修正值是与绝对误差的绝对值 a 的值。
(a)相等但符号相反;(b)不相等且符号相反;
(c)相等且符号相同;(d)不相等但符号相同。
8. 通常在相同的条件下,多次测量同一量时,误差的绝对值和符号保持恒定或
在条件改变时,按某种规律而变化的误差称为 b

(a)随机误差;(b)系统误差;(c)影响误差;(d)固有误差。
11.下列为相对误差的有a 、 c 和 d。
(a)相对真误差;(b)读数误差;(c)分贝误差;(d)引用误差;(e)固有误差。 6
四、简答题 1 .检定量程为 100 μ A 的 2 级电流表,在 50 μ A 刻度上标准表读数为 49 μ A ,问此电流表是否合 格?
答案: 解: x 0 =49 μ A 、x=50 μ A、 x m =100 μ A
21
2.4.3 最佳测量方案选择
例2.5 用电阻表、电压表、电流表的组合来测量电 阻消耗的功率,已知电阻的阻值R,电阻上的电压V, 流 过 电 阻 的 电 流 I , 其 相 对 误 差 分 别 为 γR=±2% , γV=±2%,γI =±3% ,试确定最佳测量方案。
解 有三种测量方法,即P=UI、P=U2/R、P=I2R, 现分别计算每种方案的最大测量误差。
13
R
( R1 R1 R2

R2 R1 R2
)


R1
1
R2
(R1
R1 R1

R2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R2 R2
)


R1
1
R2
(R1
5%

R2
5%)
R1 R2 5% R1 R2
5%
14
例2.2 已知电阻上电压及电流的测量相对误差分别为
γV=±3%, γi=±2%,求功率P=UI的相对误差。
二、判断题:
1 .为了减少测量误差,应使被测量的数值尽可能地在仪表满 量程的 2/3 以上。(对)
2 .非等精度测量时,σ大 ,对应的权值就大。(错)
3 .粗大误差具有随机性,可采用多次测量,求平均的方法来
消除或减少。(错)
3
4 .通过多次测量取平均值的方法可减弱随机误差对测量结 果的影响。(对)
y+Δy=f(x1+Δx1, x2+Δx2, …, xn+Δxn) (2-12)
11
用高等数学的级数展开方法展开上式,并舍去高次项,
y

f x1
x1

f x1
x2
...
f xn
xn
以保守的办法计算, 则为
y


n i 1
f ( xi
xi )
式中,Δy为系统总的合成误差,
解 由式(2-14
p

P
P
(
Iu
uI

uI
uI
)
( u I ) (3% 2%)
uI uI
5%
15
2.4.2 测量误差的分配 1. 按系统误差相同的原则分配(等准确度分配P54) 当总误差中各分项所起作用相近时,则给它们分
配以相同的误差。若总误差为Δy,分项误差为Δxi ,
的d 以上。 3 .贝塞尔公式利用有限次测量数据对测量值的总体方差进行估计,试指出下面各式哪
个是贝塞尔公式的正确表示 b 。
4 .被测量真值是 b 。(a) 都是可以准确测定的; (b) 在某一时空条件下是客观存在的, 但很多情况下不能准确确定;
(c) 全部不能准确测定; (d) 客观上均不存在,因而无法测量。
解 由于变压器次级线圈的两组电压U1、U2为440 V, 总电压U为880 V,故应分别测量U1 、 U2, 再用求和的方法 求 得 总 电 压 U= U1 + U2 。 已 知 总 的 相 对 误 差 为 ΔU=U× (±2%)=±17.6 V, 由于U1、U2性质完全等同,根据等准确 度分配原则分配误差,
5 .在相同条件下多次测量同一量时,随机误差的 a 。
(a) 绝对值和符号均发生变化 (b) 绝对值发生变化,符号保持恒定
(c) 符号发生变化,绝对值保持恒定 (d) 绝对值和符号均保持恒定
5
6 .被测电压真值为 100v ,用电压表测试时,指示值为 80v ,则示值相对误差 为( d)。
(a) +25% (b) -25% (c) +20% (d) -20%
答案:
10
2.3
2.4.1 测量误差的合成 设最终测量结果为y,各分项测量值为x1, x2, …, xn,
且满足函数关系 y=f(x1, x2, …, xn)
并设各xi间彼此独立,xi的绝对误差为Δxi, y的绝对 误差为Δy,则y+Δy=f(x1+Δ x1, x2+Δx2, …, xn+Δ xn )
性系差,阿卑一赫梅特判别常用于判定 周期性线性系差。 2
13 .对于大量独立的无系统误差的等精度测量,测量数据服 从正态分布,其测量随机误差也服从正态分布,它们有相同 (不同、相同)的标准偏差。
14. 不确定度是说明测量结果可能的 分散程度的参数。这个 参数用 _标准偏差表示,也可以用标准偏差的倍数或置信区 间的半宽度表示。
9 .下述方法中,能减小系统误差的有 b和d 。
(a) 统计平均; (b). 交换法; (c) 加权平均;
(d) 经高一级计量标准检定后以表格等方式加以修正。
10.四位有效数字的数有c 和 d 和 e 。
(a)0417; (b)4270.0; (c)042.00; (d)27.00×10 4 ;(e) 2.378
4. 测量值的数学期望 M( Ⅹ ) ,就是当测量次数 n 趋近无 穷大时,它的各次测量值的算术平均值 。
5. 随机误差具有对称性;单峰性;有界性;抵偿性。 6. 分贝误差是用对数形式表示的相对误差。
1
7. 将15.36和362.51保留3位有效数字后为15.4 、362 8 .用一只 0.5 级 50V 的电压表测量直流电压,产生的绝对误
U Ui U1 U2 2 8.8V
17
1
3
U1
4
U2
2
5
图2.8 例2.3图
18
由此推得
m

U
Um

8.8 500
1.66%
2.按对总误差影响相同的原则分配(等作用分配P55)
等作用分配是指分配给各分项的误差在数值上尽管
有一定差异,但它们对误差总和的作用和影响是相同的,

(
2IRI
I 2R

I 2R
I 2R
)

(2
I
I

R )
R
(2 3% 2%) 8%
23
x1 x2 x3 ..... xi
xi
y
n f
i1 xi
(i=1, 2, …, m)
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例2.3 有一工作在220 V交流电压下的变压器,其工作电 路如图2.8所示,已知初级线圈与两个次级线圈的匝数比为 W12∶W34∶W45=1∶2∶2,用最大量程为500 V的交流电 压表测量变压器总输出电压U,要求相对误差小于±2%,问 应该用哪个级别的交流电压表?
差≤ 0.25 伏。
10 .下列几种误差中,属于系统误差的有 (1)、(3),属于 随机误差的有(2) ,属于粗大误差的有(4)。
(1)仪表未校零所引起的误差; (2)测频时的量化误差; (3)测频时的标准频率误差; (4)读数错误。 11 .根据测量误差的性质和特点,可将它们分为系统误差、随
机误差、粗大误差。 12 .在变值系差的判别中,马利科夫判别常用于判定累进性线
即有(m个分项)
f x1
x1

f x1
x2
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