传感器及检测技术讲义.pptxVIP

传感器及检测技术讲义;2.1 测量概论 2.2 测量数据的估计和处理;2.1.1测量;测量结果的组成;2.1.2测量方法;2.1.2测量方法;;2.1.2测量方法;;;思考题;2.1.3测量误差;有关测量技术中的部分名词（补充）;1、误差的表示方法（1）;;（补充）;;;误差的表示方法（2）;3）引用（满度）误差 　 引用误差可用下式定义: 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。 γ为引用误差； Δ为绝对误差；xm为满度值。 　　引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，常用来确定仪表的精度等级。例如: 0.5级仪表的引用误差小于等于±0.5%；1.0级仪表的引用误差小于等于±1%。 我国电工仪表等级分为七级，即： 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级 4) 分贝误差: 分贝误差是指用对数形式表示的一种误差。 ;;;2、测量误差的性质（1）;;;精度（补充）;;解：电压表的量程为 xm=100V-0V=100V 因为精度等级S=1.5,即引用误差为 γ＝±1.5％ 故可求得最大绝对误差为 Δm=γ×xm=100V×(±1.5％)=±1.5 V 即该电压表在0～100V量程的最大绝对误差是±1.5V。;解：因为精度等级S=1.0,即引用误差为 γ＝±1.0％ 所以可求得最大绝对误差为 Δm=γ×xm=100 μA×(±1.0％)=±1.0 μA 依据误差的整量化原则,仪器在同一量程的各示值处的绝对误差均等于Δm。 　　故三个测量值处的绝对误差分别为 Δx1=Δx2=Δx3=Δm=±1.0 μA;三个测量值处的示值(标称)相对误差分别为 ;　　分析：***** 　　测量仪器在同一量程，不同示值处的绝对误差不一定处处相等，但对使用者来讲，在没有修正值可以利用的情况下，只能按最坏的情况处理，于是就有了误差的整量化处理原则。 　　因此，为减小测量中的示值误差，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般示值不小于满度值的2/3。;解：(1) 对于0.5级温度计,可能产生的最大绝对值误差为  　　按照误差整量化原则,认为该量程内的绝对误差为 所以示值相对误差为 ;　　(2) 对于1.0级温度计,可能产生的最大绝对值误差为  　　按照误差整量化原则,认为该量程内的绝对误差为  所以示值相对误差为 ;　　(3) 结论：用1.0级小量程的温度计测量所产生的??值相对误差比选用0.5级的较大量程的温度计测量所产生的示值相对误差小，因此选用1.0级小量程的温度计更合适。;2.2测量数据的估计和处理;随机误差处理的目的：1）求接近真值的值； 2）对数据可信赖的程度（精密度）进行评定并给出测量结果。;;正态分布曲线如图所示,是一条钟形曲线。 随机变量在x=L或δ=0附近区域内具有最大概率。 ;正态分布的随机误差具有以下特征: δ=x-L。  ① 绝对值相等的正误差与负误差出现的次数大致相等——对称性。 ② 在一定测量条件下的有限测量值中,其随机误差的绝对值不会超过一定的界限——有界性。  ③ 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——单峰性 ④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n的增加趋向于零——抵偿性。（凡是具有抵偿性的误差原则上可以按随机误差来处理）  这种误差的特征符合正态分布 ;2.2.1随机误差分析;2.2.1随机误差分析; 标准偏差反映了随机误差的分布范围，描述测量 数据和测量结果的精度。均方根偏差愈大，测量数据的分散性也愈大。 如图为不同σ下随机误差的正态分布曲线。可见，σ愈小，分布曲线愈陡峭，说明随机变量的分散性愈小，测量精度愈高；反之，σ愈大，分布曲线愈平坦，随机变量的分散性愈大，精度也愈低。 ;3）标准偏差的估计值;;3、正态分布随机误差的概率计算;;正态分布随机误差的概率计算（补充）;单次测量的极限误差（补充）;例 2-4 有一组测量值，设这些测量值已消除系统误差和粗大误差，求测量结果。;解：由表中的数据得 则测量结果为 x=237.52±0.09 (Pa=0.6827) 或 x=237.52±3×0.09=237.52±0.27 (Pa=0.9973); 对某一温度进行10次精密测量,测量数据如表所示,设这些测得值已消除系统误差和粗大误差, 求测量结果。;2.2.2系统误差分析;2.2.2系统误差分析;　　从图2-5可以看出: 　　图(a)中,残余误差基本上正负相同,无明显的变化规律,“无系统误差”；