电子测量测量误差及数据处理.pptVIP

2.4.1 不确定度的概念（续） （2）合成标准不确定度 *由各不确定度分量合成的标准不确定度。 *因为测量结果是受若干因素联合影响。 （3）扩展不确定度 *合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度，即用包含因子乘以合成标准不确定度得到一个区间半宽度。 *包含因子的取值决定了扩展不确定度的置信水平。 *通常测量结果的不确定度都用扩展不确定度表示 2.4.1 不确定度的概念（续） 2.不确定度的分类 2.4.1 不确定度的概念（续） 3. 不确定度的来源 ①被测量定义的不完善，实现被测量定义的方法不理想，被测量样本不能代表所定义的被测量。 ②测量装置或仪器的分辨力、抗干扰能力、控制部分稳定性等影响。 ③测量环境的不完善对测量过程的影响以及测量人员技术水平等影响。 ④计量标准和标准物质的值本身的不确定度，在数据简化算法中使用的常数及其他参数值的不确定度，以及在测量过程中引入的近似值的影响。 ⑤在相同条件下，由随机因素所引起的被测量本身的不稳定性。 2.4.2 误差与不确定度的区别 测量误差 测量不确定度 客观存在的，但不能准确得到，是一个定性的概念 表示测量结果的分散程度，可根据试验、资料等信息定量评定。 误差是不以人的认识程度而改变 与人们对被测量和影响量及测量过程的认识有关。 随机误差、系统误差是两种不同性质的误差 A类或B类不确定度是两种不同的评定方法，与随机误差、系统误差之间不存在简单的对应关系。 须进行异常数据判别并剔除。 剔除异常数据后再评定不确定度 在最后测量结果中应修正确定的系统误差。 在测量不确定度中不包括已确定的修正值，但应考虑修正不完善引入的不确定度分量。 “误差传播定律”可用于间接测量时对误差进行定性分析。 不确定度传播律更科学，用于定量评定测量结果的合成不确定度 2.5 测量数据处理 2.5.1 有效数字的处理 1. 数字修约规则 由于测量数据和测量结果均是近似数，其位数各不相同。为了使测量结果的表示准确唯一，计算简便，在数据处理时，需对测量数据和所用常数进行修约处理。 数据修约规则： （1） 小于5舍去——末位不变。 （2） 大于5进1——在末位增1。 （3） 等于5时，取偶数——当末位是偶数，末位不变；末位是奇数，在末位增1（将末位凑为偶数）。 2.5.1有效数字的处理（续） 例：将下列数据舍入到小数第二位。 12.4344→12.43 63.73501→63.74 0.69499→0.69 25.3250→25.32 17.6955→17.70 123.1150→123.12 需要注意的是，舍入应一次到位，不能逐位舍入。 上例中0.69499，正确结果为0.69 ，错误做法是： 0.69499→0.6950→0.695→0.70。 在“等于5”的舍入处理上，采用取偶数规则，是为了在比较多的数据舍入处理中，使产生正负误差的概率近似相等。 2.5.1有效数字的处理（续） 2. 有效数字 若截取得到的近似数其截取或舍入误差的绝对值不超过近似数末位的半个单位，则该近似数从左边第一个非零数字到最末一位数为止的全部数字，称之为有效数字。 例如： 3.142 四位有效数字，极限误差≤0.0005 8.700 四位有效数字，极限误差≤0.0005 8.7×103 二位有效数字，极限误差≤0.05×103 0.0807 三位有效数字，极限误差≤0.005 2.5.1有效数字的处理（续） 中间的0和末尾的0都是有效数字，不能随意添加。开头的零不是有效数字。 测量数据的绝对值比较大（或比较小），而有效数字又比较少的测量数据，应采用科学计数法，即a×10n，a的位数由有效数字的位数所决定。 测量结果（或读数）的有效位数应由该测量的不确定度来确定，即测量结果的最末一位应与不确定度的位数对齐。 例如，某物理量的测量结果的值为63.44，且该量的测量不确定度u＝0.4，测量结果表示为63.4±0.4。 2.5.1有效数字的处理（续） 3.近似运算法则 保留的位数原则上取决于各数中准确度最差的那一项。 （1）加法运算 以小数点后位数最少的为准（各项无小数点则以有效位数最少者为准），其余各数可多取一位。例如： ? ? （2）减法运算：当两数相差甚远时，原则同加法运算；当两数很接近时，有可能造成很大的相对误差，因此，第一要尽量避免导致相近两数相减的测量方法，第二在运算中多一些有效数字。 2.5.1有效数字的处理（续） （3）乘除法运算 以有效数字位数最少的数为准，其余参与运算的数字及结果中的有效数字位数与之相等。例如： ? → 也可以比有效数字位数最少者多保留一位有效数