第1章节_传感与检测技术的理论基础幻灯片.pptVIP

对于等精度测量可用不同公式计算标准误差，通过比较以发现系统误差。一般用贝赛尔（Bessel）公式和佩捷斯（peters）公式计算比较 令 若 则怀疑测量中存在系统误差。 本章小结： 1.测量误差的基本概念 2.测量误差的表示方法 3.测量数据处理 作业： 什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？ 用测量范围为-50~150kPa的压力传感器测量140kPa压力时，传感器测得示值为142kPa，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 什么是系统误差？系统误差可分为哪几类？系统误差有那些检验方法？如何减小和消除系统误差？ 测量数据处理中的几个问题 间接测量中的测量数据处理（误差的合成、误差的分配） 最小二乘法的应用（最小二乘法原理） 用经验公式拟合实验数据——回归分析 误差的合成 绝对误差和相对误差的合成 绝对误差 相对误差 标准差的合成　 绝对误差的合成（例题） 〔例〕用手动平衡电桥测量电阻RX。已知R1=100Ω, R2=1000Ω, RN=100Ω,各桥臂电阻的恒值系统误差分别为ΔR1=0.1Ω, ΔR2=0.5Ω, ΔRN=0.1Ω。求消除恒值系统误差后的RX. A RN R2 Rx R1 E 解：平衡电桥测电阻原理： 　　即： 不考虑R1、R2、RN的系统误差时，有 由于R1、R2、RN存在误差，测量电阻RX也将产生系统误差。 可得： 消除ΔR1、ΔR2、ΔRN的影响，即修正后的电阻应为 四、测量数据处理的基本方法 1、表格法 简单、方便，数据易于参考比较 ，但对数据变化的趋势不 如图示法明了和直观。是图示法和经验公式法的基础。 2、图示法 形象、直观，从图形中可直观地看出函数的变化规律， 如递增或递减、最大值和最小值及是否有周期性变化规律等。 3、最小二乘法（重要） 原理：使各测量值的残余误差平方和为最小的条件下，求出最佳直线。 残差：测量数据中的任何一个数据yi与拟合直线y=a+bx上对应的理想值yi′之差，即vi= yi- yi′ (i=1,2,…n 为测量点数） 求a和b的偏导数，并令其为零，即可解得a和b的值。 1)高灵敏度、线性、抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)、 容易调节(校准简易) 2)高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长(耐用性) 3)高响应速率、可重复性、抗老化、抗环境影响(热、 振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 4)选择性、安全性(传感器应是无污染的)、互换性、 低成本 5)宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作温度范围 传感器性能的基本要求： ① 所用传感器、 测量仪表或组成元件是否准确可靠。 比如传感器或仪表灵敏度不足, 仪表刻度不准确, 变换器、放大器等性能不太优良, 由这些引起的误差是常见的误差。  ② 测量方法是否完善。 如用电压表测量电压, 电压表的内阻对测量结果有影响。  ③ 传感器或仪表安装、调整或放置是否正确合理。例如: 没有调好仪表水平位置, 安装时仪表指针偏心等都会引起误差。  ④ 传感器或仪表工作场所的环境条件是否符合规定条件。 例如环境、 温度、 湿度、气压等的变化也会引起误差。  ⑤ 测量者的操作是否正确。 例如读数时的视差、 视力疲劳等都会引起系统误差。 系统误差： 夏天摆钟变慢的原因是什么？ 系统误差也称装置误差，它反映了测量值偏离真值的程度。凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。 系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。 产生粗大误差的一个例子 对测量结果评价的三个概念 （１）精密度 （２）准确度 （３）精确度 1 评价：偶然误差比较小，系统误差比较大，精密度比较高。 2 评价：系统误差比较小，偶然误差比较大，准确度比较高。 3 评价：系统误差与偶然误差都比较小，精确度比较高！ 一、随机误差的处理 在测量中, 对测量数据进行处理时, 先剔除粗大误差； 然后对系统误差进行消除或修正；最后利用随机误差性质对剩余的测量数据进行处理。 测量数据的估计和处理 在测量中, 当系统误差已设法消除或减小到可以忽略的程度时, 如果测量数据仍有不稳定的现象, 说明存在随机误差。 随机误差具有以下性质： ① 对称性：绝对值相等的正负误差出现的次数相等 ② 有界性：在一定测量条件下的有限测量值，其随机误差的绝对值不会超过一定的界限。 ③ 单峰性：绝对值小的误差出现的次数比绝对值大的误差出现的次数多。 ④ 抵偿性：对同一量值进行多次测量，其误差的算术平均值，随着测量次数的增加趋