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2011热能与动力工程测试技术课件第三章.pdf

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2011热能与动力工程测试技术课件第三章.pdf
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热能与动力机械测试技术 第三章 测量误差分析与处理 误差的来源与分类 系统误差 随机误差 可疑测量数据的剔除 随机误差的计算 第三章 测 量 误 差分析与处理热能与动力机械测试技术 第三章 测 量 误 差分析与处理 测量值与真值之间的差值 1、误差的来源与分类 一、误差的定义 任何测量结果都存在误差! 误差公理: •三角形内角和恒为180度 理论真值 •时间秒是钯原子基态的两个超精细 能见之间辐射周期的9192631770倍 持续时间。 规定真值 •高一级标准仪表的误差是第一级标 准仪器误差的1/20~1/3,则可认为 前者是后者的相对真值 。 相对真值热能与动力机械测试技术 二、误差的来源 (1)仪器误差 (2)环境误差 (3)理论误差和方法误差 (4)人身误差 (5)测量对象变化误差 第三章 测 量 误 差分析与处理热能与动力机械测试技术 三、误差的表示方法 绝对误差 • 测量值与真 值之差 相对误差 • 绝对值与真 值之比 引用误差 • 测量值的最 大绝对误差 与仪表的量 程之比 lA ∆= − Al δ ∆∆ = ≈ max 100% j ab AA δ ∆ = × −热能与动力机械测试技术 (1)系统误差 在相同条件下,对同一物理量多次测量,其系 统误差的大小和符号保持恒定;或在条件改变 时,其遵循一定规律变化。系统误差是可以消 除的,在正确的测量结果中不应含系统误差。 四、误差的分类热能与动力机械测试技术 (2)随机误差 在相同条件下,对同一物理量对次测量,其随 机误差的大小和符号均已不可预测的方式变化。 随机误差是由许多偶然的因素引起的综合结果。 因而无法在测量过程中加以控制和排除。随机 误差就个体而言,无规律可循。但在等精度条 件下的多次测量,其大多数服从正态分布。热能与动力机械测试技术 (3)过失误差 由于测量者在测量过程中的过失而产生的明显 偏离真值的误差称为过失误差。过失误差虽然 无规律可循,但只要测量者思想集中、细心操 作,是完全可以避免的。热能与动力机械测试技术 (1)精密度:表明测量结果的分散程度 (2)准确度:表明测量结果偏离真值的程度 (3)精确度:反应测量中系统误差与随机误差综合 影响程度。 第三章 测 量 误 差分析与处理 三类误差的划分不是绝对的,而是具有一定的相 对性。在实际测量中,它们并非一成不变,在一 定条件下可以相互转化。较大的系统误差或随机 误差可当作过失误差来处理。 五、三类误差的联系 六、衡量测量值与真值的接近程度的标准热能与动力机械测试技术 随机误差较小,系统误差大,精密度比较高。 第三章 测 量 误 差分析与处理热能与动力机械测试技术 系统误差较小,偶然误差较大,准确度较高。 第二章 误差理论 与 应 用热能与动力机械测试技术 系统误差与随机误差都比较小,精确度比较高! 第三章 测 量 误 差分析与处理热能与动力机械测试技术 在2004 年雅典奥运会射击比赛中,由于美国选手埃蒙 斯 射 中 了 其他选手的靶子,中国选手贾占波夺得男子50 米 步枪比赛冠 军 。2008年北京奥运会同样的悲剧再次上演 ``````` 过失误差 第三章 测 量 误 差分析与处理测量误差的数据处理 热能与动力机械测试技术 测量数据处理即对测量所获得的数据进行深入的分析, 找出变量之间相互制约、相互联系的依存关系,有时 需要利用数学解析的方法,推导出各种变量之间的函 数关系。只有经过科学的处理,才能去粗取精、去伪 存真,从而获得反映被测对象的物理状态和特性的有 用信息,这就是测量数据处理的最终目的。热能与动力机械测试技术 第三章 误差理论 与 应 用 2、系统误差 一、分类 仪器误差、安装误差、环境误差、 方法误差、操作误差、动态误差 二、特点 规律性、方向性、可减小或消除 四、综合方法 代数综合法、算术综合法、几何综 合法 三、消除方法 交换抵消、替代消除、预检法热能与动力机械测试技术 定义:在同一条件下,同一观测者对同一量进行多 次测量(等精度测量)时,如果没有系统误差,测 量结果仍会出现一些无规律的起伏,这种偶然的, 不确定的偏离称作随机误差。 特点:随机性(忽大忽小,忽正忽负,没有规律), 但当测量次数比较多时服从统计规律。最常见的就 是正态分布(高斯分布)。 消除方法:多次测量取平均值 3、随机误差 第三章 测 量 误 差分析与处理热能与动力机械测试技术 第二章 误差理论 与 应 用 一、随机误差的正态分布 单峰性 对称性 有限性 抵偿性 随机误差分布公理: 随机误差正态分布曲线 (然率曲线)热能与动力机械测试技术 单峰性 • 绝对值小的 误差比绝对 值大的误差 出现的次数 多,峰值只 出现在零误 差附近 对称性 • 绝对值相 等的正负 误差出现 的次数相 等 有限性 • 在一
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