1-3传感器的误差和精度
2.2 误差的分类—— 随机误差
对于随机误差不能用简单的修正值来修正,当测量次 数足够多时, 随机误差就整体而言,服从一定的统计规 律,通过对测量数据的统计处理可以计算随机误差出现的 可能性的大小。 思考:随机误 差处理方法?
误差的分类——
系统误差
2.系统误差:在同一测量条件下,多次测量被测量时, 绝对 值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律(如线性、 多项式、 周期性等函数规律)变化的误差称为系统误差。前者 为恒值系统误差, 后者为变值系统误差。
标称值(示值):各种仪表读数。
测量误差的基本概念——
测量误差定义
测量误差:测得结果与被测量的量的真实值。 但在测
量过程中由于种种原因,例如,传感器本身性能不十分优良, 测量方法不十分完善,外界干扰的影响等,造成被测量的测 得值与真实值不一致,因而测量中总是存在误差。
予以修正。
误差的分类——
粗大误差
3. 粗大误差:超出在规定条件下预期的误差称为粗大误 差, 粗大误差又称疏忽误差。 这类误差的发生是由于测量者疏忽大意,测错、读错或环 境条件的突然变化等引起的。含有粗大误差的测量值明显地 歪曲了客观现象, 故含有粗大误差的测量值称为坏值或异常 值。 在数据处理时,要采用的测量值不应该包含有粗大误差, 即所有的坏值都应当剔除。
测量误差的基本概念——
相对误差的定义由下式给出:
误差表示方法
2. 相对误差:测量的绝对误差与被测量真实值之比。
100 % L
式中:δ——实际相对误差, 一般用百分数给出 Δ——绝对误差 L——真值。 由于被测量的真值 L无法知道,实际测量时用测量值 x代替 真值L进行计算,称为标称相对误差, 即
思考:系统误 差如何修正?
误差的分类——
系统误差的原因
系统误差
如材料、零部件及工艺缺陷,环境温度和湿度,压力变
化和外界干扰,测量方法不完善,零点未调整,采用近似的
计算公式,测量者的经验不足等等。
系统误差的修正 对于系统误差,首先要查找误差根源,并设法减小和 消除,系统误差有规律,可以通过实验方法或引入修正值
100 % x
测量误差的基本概念——
误差表示方法
3. 满度(引用)相对误差:绝对误差与测量仪表满量程值 比,又称满量程相对误差。 即
100% 测量范围上限 测量范围下限
式中: γ——引用误差; Δ——绝对误差。
仪表精度等级是根据最大引用误差来确定的。 我国仪表分七级,即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0. 例如, 0.5 级表的引用误差的最大值不超过±0.5%; 1.0 级表的 引用误差的最大值不超过±1%
测量误差的基本概念——
按使用条件分类:
误差表示方法
4. 基本误差 :是指传感器或仪表在规定的标准条件下所具 有的误差。例如,某传感器是在电源电压(220±5)V、 电网 频率 (50±2) Hz、环境温度 (20±5)℃、湿度 65%±5%的条 件下标定的。如果传感器在这个条件下工作,则传感器所具 有的误差为基本误差。 5. 附加误差:是指传感器或仪表的使用条件偏离额定条件 下出现的误差。例如,温度附加误差、频率附加误差、 电 源电压波动附加误差等。
测量误差的基本概念—— 误差表示方法
测量误差的表示方法有多种,含义各异。 1. 绝对误差:被测量的示值与约定真值之间的差值。
绝对误差可用下式定义:
Δ=x-L 式中: Δ——绝对误差; x——测量值; 、
思考:绝对误 差能否客观说 明测量质量?
L——真值,一般为约定真值或相对真值。
绝对误差是有正、 负,并与被测量同量纲。
1-3 传感器基本误差和精度
测量误差的基本概念 误差的分类 测量数据的处理
测量误差的基本概念——
真值:被测量的真正值。它是一个理想的概念,一般是 无法得到的,未知的。 约定真值:用基准期的量值代替真值。是一个接近真值 的值,它与真值之差可忽略不计。譬如基准单位米、克等的 定义。实际测量中以在没有系统误差的情况下,足够多次的 测量值之平均值作为约定真值。 实际测试中真值无法确定,一般用约定真值来代替。
误差的分类——
随机误差
根据测量数据中的误差所呈现的规律及产生的原因可将其 分为系统误差、随机误差和粗大误差。 1. 随机误差:由于偶然因素影响引起的误差。在同一测量 条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值 之差。重复性条件包括: 相同的测量程序,相同的观测者, 在相同的条件下使用相同的测量仪器,相同的地点,在短时 间内重复测量。