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测量误差及数据处理(7)


我国电工仪表共分七级:0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5 及5.0。如果仪表为S级,则说明该仪表的最大引用误差不 超过S% ,则仪表在测量点的最大相对误差
x
xm x
S%
在使用这类仪表测量时,应选择适当的量程,使示值尽可 能接近于满度值,指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上 的区域。
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2.2 测量误差的分类和测量结果的表征
本节要求: (1)掌握测量误差的分类,随机误差、系统误差、 粗大误差的概念和来源。 (2)了解准确度、精密度、精确度,及它们与系 统误差、随机误差、总误差的关系。
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2.2 测量误差的分类和测量结果的表征
2.2.1 测量误差的分类
➢ 根据测量误差的性质,测量误差可分为随机误差、系 统误差、粗大误差三类。
1.随机误差
➢ 定义: 在同一测量条件下(指在测量环境、测量人员、 测量技术和测量仪器都相同的条件下),多次重复测 量同一量值时(等精度测量),每次测量误差的绝对 值和符号都以不可预知的方式变化的误差,称为随机 误差或偶然误差,简称随差。
➢ 随机误差主要由对测量值影响微小但却互不相关的大 量因素共同造成。这些因素主要是噪声干扰、电磁场 微变、零件的摩擦和配合间隙、热起伏、空气扰动、 大地微震、测量人员感官的无规律变化等。
(2)影响误差:由于各种环境因素(温度、湿度、振动、电 源电压、电磁场等)与测量要求的条件不一致而引起的误差。
(3)理论误差和方法误差:由于测量原理、近似公式、测量 方法不合理而造成的误差。
(4)人身误差:由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、 视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因,而在测量中使用 操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。
x 100%
A0 相对误差是两个有相同量纲的量的比值,只有大小和符号,
没有单位。
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
实际相对误差: 示值相对误差:
A
x A
1用00实%际值A代替真值A0
x
x x
用测量值X
100%
代替实际值A
Байду номын сангаас
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
(2)满度相对误差(引用相对误差,衡量仪表或仪器的准 确度)
分贝误差是用对数形式(分贝数)表示的一种相对误差,单位为分贝
(dB)。
电压增益的测得值为: A x
Vo Vi
误差为: AAx A
用对数表示为增益测得值的分贝值
分贝误差
Gx20lgAx(dB)
ΔA γd BG x -G 2l0 ( g 1 A) 2l0 ( g 1 γA )
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
(5)测量对象变化误差:测量过程中由于测量对象变化而使 得测量值不准确,如引起动态误差等。
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2.1.3 测量误差的表示方法
测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。 1.绝对误差 (1)定义: 由测量所得到的被测量值与其真值之差,称
为绝对误差。 xxA0
x 有大小,又有符号和量纲
实际应用中常用实际值(约定真值)A(高一级以上的测量 仪器或计量器具测量所得之值)来代替真值。
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
[例] 某待测电流约为100mA,现有0.5级量程为 0~400mA和1.5级量程为0~100mA的两个电
流表,问用哪一个电流表测量较好?
➢解:用0.5级量程为0~400mA电流表测100mA时,
最大相对误差为
x1
xms% 4000.5% 2% x 100
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第2章 测量误差理论及数据处理
2.1 测量误差的基本概念 2.2 测量误差的分类和测量结果的表征2.3
测量误差的估计和处理 2.4 测量不确定度 2.5 测量数据处理
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2.1 (1.3)测量误差的基本概念
本节要求 (1)掌握测量误差的定义和误差的来源。 (2)掌握绝对误差和相对误差的定义和几种表示方法, 会计算相对误差和绝对误差。
绝对误差: xxA
绝对误差表明了被测量的测量值与实际值间的偏离 程度和方向。
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
(2)修正值 与绝对误差的绝对值大小相等,但符号相反的量值,称为
修正值
C xAx
测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出,修正 值可以是数值表格、曲线或函数表达式等形式。
➢ 用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差 与该量程值(上限值-下限值)之比来表示的相对 误差,称为满度相对误差(或称引用相对误差)
x
m
m 100% xm
仪表各量程内绝对误差的最大值为:
xmmxm
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
电工仪表就是按引用误差 m 之值进行分级的。是仪表在工 作条件下不应超过的最大引用相对误差
2.1.1 测量误差的定义 测量的目的: 获得被测量的真值。
测量误差 : xxA
真值: 在一定的时间和空间环境条件下,被测 量本身所具有的真实数值。包括理论真值和约 定真值.
所有测量结果都带有误差 。
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2.1.2 测量误差的来源
(1)仪器误差:由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定 等不完善,以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而 使仪器带有的误差。
第2章 测量误差理论及数据处理
研究误差理论的目的? 1、充分利用测量数据,合理正确地处理数据,以
在给定的测量条件下得出被测量的最佳估计值。 2、根据数据处理的结果正确表示测量不确定度。 3、正确分析误差来源及规律,以便在测量中合理
地选择仪器、方法及环境,消除不利因素,完善 检测手段,提高测量精度。
➢用1.5级量程为0~100mA电流表测量100mA时的最
大相对误差为
x2
xmS%1001.5%1.5% x 100
结论:应选用1.5级量程为0~100mA电流表。不能片面追求 仪表的等级,应根据被测量的大小,兼顾仪表的满度值和级别。
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
(3)(自己看)分贝误差——相对误差的对数表示
被测量的实际值
AxC
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2.1.3 测量误差的表示方法(续)
2.相对误差(反映测量结果的准确程度)
➢ 一个量的准确程度,不仅与它的绝对误差的大小,而 且与这个量本身的大小有关。
例:测量足球场的长度和武汉市到黄石市的距离,若绝对 误差都为1米,测量的准确程度是否相同?
(1)相对真误差、实际相对误差、示值相对误差 相对(真)误差:绝对误差与被测量的真值之比
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