一、基础知识
1、测量误差
（1）概念：在实际测量中由于测量本身性能、安装使用环境、测量方法及操作人员的疏忽等客观因素的影响，使得测量结果与被测量的真实值之间存在一些偏差，这个偏差就称为测量误差。
（2）分类：
按误差出现的规律分：系统误差、偶然误差、疏忽误差
按仪表使用的条件分：基本误差、附加误差
按被测量值随时间变化的关系分：静态误差、动态误差
按与被测变量的关系分：定值误差、累计误差
按误差数值的表示分：绝对误差、相对误差、引用误差
（3）定义：
基本误差：仪表出厂时，制造厂保证该仪表在正常条件下的最大误差，可以用最大绝对误差、最大相对误差、最大引用误差来表示，一般用最大绝对误差
来表示，以基本误差判断生产出来的仪表是否合格。
允许误差：根据仪表的使用要求，规定一个在正常条件下允许的最大误差，可以用最大绝对误差、最大相对误差、最大引用误差来表示，一般用最大引用
误差来表示，以允许误差来选择安装哪个等级的仪表。
绝对误差：测量值与真实值之差，测量值-真实值，有正负之分。
相对误差：某点的绝对误差与真实值之百分比，（某点的绝对误差/真实值）×100%，有正负之分。
引用误差：某点的绝对误差与量程百分比，（某点的绝对误差/量程）×100%，有正负之分。
精度：最大引用误差除去“+、-”号和百分号。
精度等级：我国工业仪表精度等级有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。
回程差：某点的上行程示值与下行程示值之差的绝对值，也称变差。
（4）质量指标：
主要质量指标：基本误差、允许误差、相对误差、精度等级、变差、灵敏度、稳定度、动态性能。
灵敏度：需要加多少信号表才动作，即反应能力。灵敏度与变差都是由相同的原因引起的，即由于仪表传动机构的间隙、运动部件的摩擦、弹性元件的弹性
滞后等因素引起的。
稳定度：抗震能力。
注：根据仪表使用要求，规定一个允许误差，从而知道需要使用哪个精度等级的仪表；生产好仪表后校验仪表是否合格，需从精度等级算出此仪表的最大引用误差，从而得到此精度等级的基本误差（一般用绝对误差表示），校验得到的最大绝对误差在基本误差范围内则仪表合格，若超出基本误差则表不合格。
例：某一管道的流量测量根据工艺生产要求，流量量程为0～35L/h，它的测量误差不可以超过±0.1L/h，则±0.1L/h是允许误差，根据允许误差用引用误差来表示时有允许误差≥最大引用误差且允许误差≥最大变差，从而得到最大引用误差为±〔（0.1L/h）/35〕×100%=±0.28% L/h，则精度为0.28，从而选择的精度等级为0.2级，由此可知，此处应该选择精度等级为0.2的流量表。
生产出相应精度等级为0.2的流量表后，要进行校验，由精度等级知精度为0.2，可知最大引用误差为±0.2% L/h，从而可知基本误差为±0.07 L/h，最大回程差为0.07
L/h，即只要校验得到的最大绝对误差在±0.07 L/h范围内仪表合格。
2、仪表设备的防护
由于化工厂具有易燃、易爆、高温、高压和有毒等特点，仪表的一次元件、变送器、调节阀、连接管线等直接与被测介质接触，受到各种化学介质的侵蚀，必须采取相应的防护措施，才能确保仪表正常运行。
（1）防爆基本原理：采取有效措施阻止产生爆炸的三个条件同时出现。
爆炸条件：存在爆炸性物质；爆炸性物质与空气相混合后，其浓度在爆炸限以
内；存在足以点燃爆炸性混合物的火花、电弧、热量。
防爆措施：
a、控制易爆气体，典型代表：正压型防爆方法Ex p，工作原理是在一个
密封的箱体内充满不含易爆气体的洁净空气或惰性气体（如氮气），并保持箱体
内气压略大于箱外气压，并将仪表安装在箱体内。常用于在线分析仪表的防爆，
和将检测仪表、PLC、电磁阀等置于现场的正压型防爆仪表盘。
b、控制爆炸范围，典型代表：隔爆型防爆方法Ex d，工作原理是为仪表
设计一个足够坚固的外壳，或将仪表及电器安置在一个足够坚固的壳体内，严
格按标准设计、制造和安装所有的界面，使在壳体内发生的爆炸不至于引发壳
外危险性气体的爆炸。
c、控制引爆源，典型代表：本质安全防爆方法Ex ia、Ex ib，工作原理是
利用安全栅技术，将提供现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，
又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。本质安全电路设计方法:通
过安全栅可以将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内的作
用，把安全栅接在本质安全电路和非本质安全电路间，从而防止非本质安全电
路的危险能量串入本质安全电路中。
（2）防腐蚀：合理选材、加保护层、采取隔离液、膜片隔离、吹气法。
（3）防冻：伴热保温（有蒸汽伴热、电伴热）。
（4）防热：绝热保温。
（5）防尘：罩上防护罩、放密封箱内。
（6）防震：对于因被测介质脉动引起的内部震动，可增设缓冲器（如压力测量）、节流器（如流量测量），和加入阻尼装置的方法；对于因动力运转引起的外部震
动可安装橡皮软垫吸收震动；也可以在设计选型时选用耐震的仪表从根本
上解决震动问题。
二、测量仪表的工作原理、安装规范、维修经验
1、液位测量
（1）分类：
测量误差的分类，表示方法及检测仪表的品质指标 测量误差： 定义：由仪表读得的被测参数的真实值之间，总是存在一定的差距，这种差距称为测量误差。 分类：（1）系统误差 这种误差的大小和方向不随时间测量过程而改变，这种误差是可以避免的。 （2）疏忽误差 测量者在测量过程中疏忽大意所致，这种误差也可以避免。 （3）偶然误差 这种误差是由一些随机的偶然原因引起的，亦称随机误差。它不易被发觉和修正。 偶然误差的大小反映了测量过程的精度。 表示方法： 式中△ —— 绝对误差 X ——被校表的读数值 X 0——标准表的读数值 Λ——仪表在X 0相对误差 检测仪表的品质指标： 常见的指标简介如下： （1）检测仪表的准确度（精确度） б=｛△max/(标尺上限值－标尺下限值)｝×100% б——相对百分误差 △max ——绝对误差 允许误差是指在规定的正常情况下允许的相对百分误差的最大值，即 б允=±｛仪表允许的最大绝对误差值/(标尺上限值-标尺下限值) ｝×100% б允越大，准确度越低，б允 越小，仪表的准确度越高。
一般数值越小，仪表的准确度等级越高。 （2）检测仪表的恒定度 恒定度常用变差（回差）来表示 变差=｛最大绝对差值/(标尺上限值－标尺下限值) ｝×100% (3)灵敏度与灵敏限 S=Δα/Δx 式中S——仪表灵敏度 Δα——指针的线位移或角位移 Δx——引起Δα所需的被测参数变化量 （4）反应时间 仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特征的好坏。 （5）线性度 线性度用来说明输出量与输入量的实际关系曲线偏离直线的程度。 线性度常用实际测得的输入-输出特征曲线（称为标定曲线）与理论拟合直线之间的最大偏差与检测仪表满量程输出范围之比的百分数来表示，即 б?=（△?max /仪表量程）×100% 式中б?——线性度（非线性误差） Δ?max——标定曲线对理论拟合直线的最大偏差 （6）重复性 重复性表示检测仪表在被测参数按同一方向作全程连续多次变动时所得标定特性曲线不一致的程度。 бz =（Δz max/仪表量程）×100% 式中бz——重复性误差 Δz max—同方向多次测量时仪表表示值得最大偏差值
测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为： 一.系统误差（system error） 1.定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。 2.特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。 二.偶然误差（accident error） 1.定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。 2.特点： （1）具有一定的范围。 （2）绝对值小的误差出现概率大。 （3）绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。 （4）数学期限望等于零。即： 误差概率分布曲线呈正态分布，偶然误差要通过的一定的数学方法（测量平差）来处理。 此外，在测量工作中还要注意避免粗差（gross error）（即：错误）的出现。 §2衡量精度的指标 测量上常见的精度指标有：中误差、相对误差、极限误差。 一.中误差 方差 ——某量的真误差，[]——求和符号。 规律：标准差估值（中误差m）绝对值愈小，观测精度愈高。 在测量中，n为有限值，计算中误差m的方法，有： 1.用真误差（true error）来确定中误差——适用于观测量真值已知时。 真误差Δ——观测值与其真值之差，有： 标准差 中误差（标准差估值），n为观测值个数。 2.用改正数来确定中误差（白塞尔公式）——适用于观测量真值未知时。 V——最或是值与观测值之差。一般为算术平均值与观测值之差，即有： 二.相对误差 1.相对中误差=
2.往返测较差率K= 三.极限误差（容许误差） 常以两倍或三倍中误差作为偶然误差的容许值。即：。§3误差传播定律 一.误差传播定律 设、…为相互独立的直接观测量，有函数 ，则有： 二.权（weight）的概念 1.定义：设非等精度观测值的中误差分别为m 1、m 2 、…m n ，则有： 权其中，为任意大小的常数。 当权等于1时，称为单位权，其对应的中误差称为单位权中误差（unit weight mean square error） m ，故有：。 2.规律：权与中误差的平方成反比，故观测值精度愈高，其权愈大。
标称误差=（最大的绝对误差）/量程x 100% 绝对误差= | 示值- 标准值| （即测量值与真实值之差的绝对值） 相对误差= | 示值- 标准值|/真实值（即绝对误差所占真实值的百分比） 另外还有： 系统误差：就是由量具，工具，夹具等所引起的误差。 偶然误差：就是由操作者的操作所引起的（或外界因素所引起的）偶然发生的误差。 测量值与真值之差异称为误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。误差与错误不同，错误是应该而且可以避免的，而误差是不可能绝对避免的。 误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接误差 的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。设被测量的真值（真正的大小）为a，测得值为x，误差为ε，则：x－a=ε 由于人最小二乘俯仰角估计误差比较 为因素所造成的误差，包括误读、误算和视差等。而误读常发生在游标尺、分厘卡等量具。游标尺刻度易造成误读一个最小读数，如在10.00 mm处常误读成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成误读一个螺距的大小，如在10.20 mm常误读成10.70 mm或9.70 mm。误算常在计算错误或输入错误数据时所发生。视差常在读取测量值的方向不同或刻度面不在同一平面时所发生，两刻度面相差约在0.3~0.4 mm之间，若读取尺寸在非垂直于刻度面时，即会产生的误差量。为了消除此误差，制造量具的厂商将游尺的刻划设计成与本尺的刻划等高或接近等高，(游尺刻划有圆弧形形成与本尺刻划几近等高，游尺为凹V形且本尺为凸V 形，因此形成两刻划等高。 标称误差 标称误差=（最大的绝对误差）/量程x 100% 指示式测量仪器的示值误差=示值-实际值；实物量具的示值误差=标称值-实际值。例如:被检电流表的示值I为40A，用标准电流表检定，其电流实际值为Io=41A，则示值40A的误差Δ为Δ=I-Io=40-41=-1A 则该电流表的示值比其真值小1A。如一工作玻璃量器的容量其标称值V为1000ml，经标准玻璃量器检定，其容量实际值Vo为1005ml，则量器的示值误差Δ为: Δ=V-Vo=1000-1005=-5ml 即该工作量器的标称值比其真值小5ml。
工 程 测 量 理论教案 授课教师：谢艳 使用班级：13-1、13-2、 13-3、13-4、13-5
教师授课教案 课程名称：公路工程测量2013年至2014年第二学期第次课 班级：13-1、13-2、13-3、13-4、13-5 编制日期：20 14 年月日 教学单元（章节） 第六章测量误差的基本知识 目的要求 1、了解测量误差的概念。 2、掌握测量误差产生的原因 3、了解测量误差的分类及其相应的处理方式。 4、掌握评定观测精度的标准及其相应的计算方式。 知识要点 1、测量误差概念 2、测量误差产生的原因 3、测量误差的分类 4、评定观测精度的标准 技能要点 分析问题能力 教学步骤 介绍测量误差的概念，了解测量误差的产生的原因、测量误差的分类。介绍评定观测精度的标准。练习中误差、容许误差、相对误差的计算方法。 教具及教学手段 多媒体课件教学。 作业布置情况 3题 教学反思 授课教师：谢艳授课日期：2014年月日
教学内容 第六章测量误差的基本知识 一、情境导入 用PPT播放工程实例图片及其测量误差产生的原因，让学生对测量误差有一个微观上的了解。 讲解测量误差的来源：每一个物理量都是客观存在，在一定的条件下具有不以人的意志为转移的客观大小，人们将它称为该物理量的真值。进行测量是想要获得待测量的真值。然而测量要依据一定的理论或方法，使用一定的仪器，在一定的环境中，由具体的人进行。由于实验理论上存在着近似性，方法上难以很完善，实验仪器灵敏度和分辨能力有局限性，周围环境不稳定等因素的影响，待测量的真值是不可能测得的，测量结果和被测量真值之间总会存在或多或少的偏差，这种偏差就叫做测量值的误差 二、新课教学 第一节概述 1、测量误差概念:真值与观测值之差 测量误差（△）=真值-观测值 如：测量工作中的大量实践表明，当对某一客官存在的量进行多次贯彻时，不论测量仪器多么的精密，贯彻进行的多么的细致，所得到的各观测值质检总是存在差异。同一量各观测值质检，以及观测值与其真实值（简称为真值）质检的差异，称为建筑测量误差。 2、误差产生的原因： 仪器设备、观测者、外界环境 测量工作是在一定条件下进行的，外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因，都可能导致测量误差的产生。通常把测量仪器、观测者的技术水平和外界环境三个方面综合起来，称为观测条件。观测条件不理想和不断变化，是产生测量误差的根本原因。通常把观测条件相同的各次观测，称为等精度观测；观测条件不同的各次观测，称为不等精度观测。 具体来说，测量误差主要来自以下四个方面： (1) 外界条件主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化，导致测量结果中带有误差。 (2) 仪器条件仪器在加工和装配等工艺过程中，不能保证仪器的结构能满足各种几何关系，这样的仪器必然会给测量带来误差。 (3) 方法理论公式的近似限制或测量方法的不完善。 (4) 观测者的自身条件由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同，也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。 3、测量误差分类 系统误差 在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。系统误差一般具有累积性。 系统误差产生的主要原因之一，是由于仪器设备制造不完善。例如，用一把名义长度为50m的钢尺去量距，经检定钢尺的实际长度为50.005 m，则每量尺，就带有+0.005 m的误差(“+”表示在所量距离值中应加上)，丈量的尺段越多，所产生的误差越大。所以这种误差与所丈量的距离成正比。 再如，在水准测量时，当视准轴与水准管轴不平行而产生夹角时，对水准尺的读数所产生的误差为l*i″/ρ″（ρ″=206265″，是一弧度对应的秒值)，它与水准仪至水准尺之间的距离l成正比，所以这种误差按某种规律变化。 系统误差具有明显的规律性和累积性，对测量结果的影响很大。但是由于系统误差的大小和符号有一定的规律，所以可以采取措施加以消除或减少其影响。
误差的基本概念 测量值与真值之差异称为误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。误差与错误不同，错误是应该而且可以避免的，而误差是不可能绝对避免的。 基本概述 【英文】： an error; inaccuracy deviation 【中文拼音】： wù chā 【基本解释】： 一个量的观测值或计算值与其真值之差;特指统计误差，即一个量在测量、计算或观察过程中由于某些错误或通常由于某些不可控制的因素的影响而造成的变化偏离标准值或规定值的数量 释义 误差，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。 设被测量的真值（真正的大小）为a，测得值为x，误差为ε，则：x－a=ε 误差与错误不同，错误是应该而且可以避免的，而误差是不可能绝对避免的。从实验的原理，实验所用的仪器及仪器的调整，到对物理量的每次测量，都不可避免地存在误差，并贯穿于整个实验始终。 测量值与真值之差异称为误差。 测量时，由于各种因素会造成少许的误差，这些因素必须去了解，并有效的解决，方可使整个测量过程中误差减至最少。测量时，造成误差的主要有系统误差和随机误差，而系统误差有下列情况：视差、刻度误差、磨耗误差、接触力误差、挠曲误差、余弦误差、阿贝 (Abbe) 误差、热变形误差等。系统误差的大小在测量过程中是不变的，可以用计算或实验方法求得，即是可以预测，并且可以修正或调整使其减少。这些因素归纳成五大类，详细内容叙述如下：
引用误差 一、相关定义：仪表某一刻度点读数的绝对误差Δ比上仪表量程上限Am ，并用百分数表示。 最大引用误差：仪表在整个量程范围内的最大示值的绝对误差Δm比仪表量程上限Am ，并用百分数表示。 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，它是相对于仪表满量程的一种误差，测量的绝对误差与仪表的满量程值之比，称为仪表的引用误差'，它常以百分数表示。 比较相对误差和引用误差的公式可知，引用误差是相对误差的一种特殊形式，用满量程值L代替真值xo，在使用上方便多了。然而，实践证明，在仪表测量范围内的每个示值的绝对误差△都是不同的，因此引用误差仍与仪表的具体示值J有关，使用仍不方便。为此，又引人最大引用误差的概念，它既能克服上述的不足，又更好地说明了误差的测量精度。所以常被用来确定仪表的精度等级。 在规定条件下，当被测量平稳增加或减少时，在仪表全量程内所测得各示值的绝对误差（取绝对值）的最大者与满量程值的比值之百分数，称为仪表的最大引用误差rmax。 引用误差的定义式为 γ=△/测量范围的上限—测量范围的下限x100% 式中：γ—引用误差 △—绝对误差 其他相关误差： 1．绝对误差 设某物理量的测量值为x,它的真值为a,则x－a=ε；由此式所表示的误差ε和测量值x具有相同的单位，它反映测量值偏离真值的大小，所以称为绝对误差。 有了绝对误差以后．通常把测量结果表示成的形式，为多次测量的平均值。 2．相对误差 误差还有一种表示方法，叫相对误差，它是绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值，即或，并且通常将其结果表演示成非分数的形式，所以也叫百分误差。 绝对误差可以表示一个测量结果的可靠程度，而相对误差则可以比较不同测量结果的可靠性。例如，测量两条线段的长度，第一条线段用最小刻度为毫米的刻度尺测量时读数为10．3毫米，绝对误差为0．1毫米（值读得比较准确时），相对误差为0.97%，而用准确度为0．02毫米的游标卡尺测得的结果为10．28毫米，绝对误差为0．02毫米，相对误差为0．19%；第二条线用上述测量工具分别测出的结果为19．6毫米和19．64毫米，前者的绝对误差仍为0．1毫米，相对误差为0．51%，后者的绝对误差为0．02毫米，相对误差为0．1%。比较这两条线的测量结果，可以看到，用相同的测量工具测量时，绝对误差没有变化，用不同的测量工具测量时，绝对误差明显不同，准确度高的工具所得到的绝对误差小。然而相对误差则不仅
3.2算法 3.2.1算法的概念 3.2.1.1 什么叫算法 算法（Algorithm）是解题的步骤，可以把算法定义成解一确定类问题的任意一种特殊的方法。在计算机科学中，算法要用计算机算法语言描述，算法代表用计算机解一类问题的精确、有效的方法。算法+数据结构=程序，求解一个给定的可计算或可解的问题，不同的人可以编写出不同的程序，来解决同一个问题，这里存在两个问题：一是与计算方法密切相关的算法问题；二是程序设计的技术问题。算法和程序之间存在密切的关系。 算法是一组有穷的规则，它们规定了解决某一特定类型问题的一系列运算，是对解题方案的准确与完整的描述。制定一个算法，一般要经过设计、确认、分析、编码、测试、调试、计时等阶段。 对算法的学习包括五个方面的内容：①设计算法。算法设计工作是不可能完全自动化的，应学习了解已经被实践证明是有用的一些基本的算法设计方法，这些基本的设计方法不仅适用于计算机科学，而且适用于电气工程、运筹学等领域；②表示算法。描述算法的方法有多种形式，例如自然语言和算法语言，各自有适用的环境和特点； ③确认算法。算法确认的目的是使人们确信这一算法能够正确无误地工作，即该算法具有可计算性。正确的算法用计算机算法语言描述，构成计算机程序，计算机程序在计算机上运行，得到算法运算的结果；④分析算法。算法分析是对一个算法需要多少计算时间和存储空间作定量的分析。分析算法可以预测这一算法适合在什么样的环境中有效地运行，对解决同一问题的不同算法的有效性作出比较；⑤验证算法。用计算机语言描述的算法是否可计算、有效合理，须对程序进行测试，测试程序的工作由调试和作时空分布图组成。 3.2.1.2算法的特性 算法的特性包括：①确定性。算法的每一种运算必须有确定的意义，该种运算应执行何种动作应无二义性，目的明确；②能行性。要求算法中有待实现的运算都是基本的，每种运算至少在原理上能由人用纸和笔在有限的时间内完成；③输入。一个算法有0个或多个输入，在算法运算开始之前给出算法所需数据的初值，这些输入取自特定的对象集合；④输出。作为算法运算的结果，一个算法产生一个或多个输出，输出是同输入有某种特定关系的量；⑤有穷性。一个算法总是在执行了有穷步的运算后终止，即该算法是可达的。 满足前四个特性的一组规则不能称为算法，只能称为计算过程，操作系统是计算过程
F i′——切向综合误差 F i′——切向综合误差。定义：被测齿轮与理想精确的测量齿轮 单面啮合时，被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值， 以分度圆弧长计值。 f i′——一齿切向综合误 差 f i′——一齿切向综合公差。 定义：被测齿轮与理想精确的测量 齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿 距角内，实际转角与公称转角之差 的最大幅度值，以分度圆弧长计 值。 F i″——径向综合误差 F i″——径向综合公差。定义：被测齿轮与理想 精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内，双 啮中心距的最大变动量。 f i″——一齿径向综合误差 f i″——一齿径向综合公差。定义：被测齿轮 与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一 齿距角内，双啮中心距的最大变动量。 F P——齿距累积误差 F P——齿距累积公差。定义：在分度圆上任意两个同侧齿面间的 实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。 f Pt——齿距偏差 f Pt——齿距极限偏差。 定义：在分度圆上，实际齿距 与公称齿距之差。 公称齿距是指所有实际齿距 的平均值。 F Pk——K个齿距累积误差 F Pk——K个齿距累积公差。定义：在分度圆上，K 个齿距的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，K 为2到小于z/2的整数。 F r——齿圈径向跳动 F r——齿圈径向跳动公差。定义：在齿轮一转 范围内，测头在齿槽内于齿高中部双面接触，测头 相对于齿轮轴线的最大变动量。
F w——公法线长度变动 F w——公法线长度变动公差。 定义：在齿轮一周范围内，实际 公法线长度最大值与最小值之差。 F w =W max -W min f f——齿形误差 f f——齿形公差。定义：在端截面上，齿形工作部分内（齿顶 倒棱部分除外），包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的 法向距离。设计齿形可以是修正的理论渐开线，包括修缘齿形、凸 齿形等。 F Px——轴向齿距偏差 F Px——轴向齿距极限偏差。定义：在与齿轮基准轴线平行面大 约通过齿高中部的一条直线上，任意两个同侧齿面间的实际距离与 公称距离之差。沿齿面法线方向计值。 f Pb——基节偏差 f Pb——基节极限偏差。定义：实 际基节与公称基节之差。 实际基节是指基圆柱切平面所截 两相邻同侧齿面的交线之间的法向距 离。 f fβ——螺旋线波度误差 f fβ——螺旋线波度公差。定义：宽 斜齿轮齿高中部实际齿线波纹的最大波 幅，沿齿面法线方向计值。 Fβ——齿向误差 Fβ——齿向公差。定义：在分度圆柱面上，齿宽有效部分范 围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且距离为最小的两条 设计齿线之间的端面距离。 设计齿线可以是修正的圆柱螺旋线，包括鼓形线，齿端修薄
一、测量误差：测量结果减被测量的真值（测量的期望值）之差。1）即：测量误差=测量结果-真值；对测量仪器：示值误差=仪器示值-标准示值。 2）测量误差通常通常可用示值的绝对误差、相对误差及引用误差（折合误差）来表示。 3）按照测量误差的基本性质不同，可将误差分为三大类：系统误差、随机误差和疏失误差。 二、约定真值：是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。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。一般由国家基准或当地最高计量标准复现而赋予该特定量的值。 三、标称范围：标称范围是指测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围（定值）。 四、精度等级：在正常的使用条件下,仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。 1）引用误差越小，仪表的准确度越高，而引用误差与仪表的量程范围有关，所以在使用同一准确度的仪表时，往往采取压缩量程范围以减小测量误差，精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。量程越大,同样精度等级的,它测得压力值的绝对值允许误差越大。 2）在工业测量中，为了便于表示仪表的质量,通常用准确度等级
来表示仪表的准确程度.准确度等级就是最大引用误差去掉正,负号及百分号.准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。3）我国工业仪表等级分为,,,,,,七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上.仪表准确度习惯上称为精度,准确度等级习惯上称为精度等级。 绝对误差:测量结果与被测量［约定］真值(标准表读数)之差。 1）公式：△：绝对误差，L：测量值，A：真值（标准表读数）△= L- A 2）绝对误差的缺点：并不能完全表示近似值的好坏程度，例如：x=10±1，y=1000±5，哪一个精度高呢看上去x的绝对误差限比y的绝对误差限小，似乎x的精度高，其实不然。 四、相对误差:测量的绝对误差与被测量［约定］真值（标准表读数）之比的百分数所得的数值，以百分数表示。 1）由于测量值的真值是不可知的，因此其相对误差也是无法准确获知的，我们提到相对误差时，指的一般是相对误差限，即相对误差可能取得的最大值（上限）。指绝对误差在真实值中所占的百分率。他是相对于仪表某一点真值（标准表读数）的一种误差。2）公式：r:相对误差，△：绝对误差，A：真值（标准表读数）r=△/ A% 五、引用误差（折合误差）：测量的绝对误差与仪表的满量程值之比，称为仪表的引用误差，它常已百分数表示。 1）引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，他是相对于仪表满
第五章精度检测基本概念 内容概要：主要论述几何量精度检测的基本理论，包括测量的基本概念、计量单位、测量器具、测量方法、测量误差和测量数据处理等。 教学要求：在掌握机械精度设计的基础上，对其检测技术方面的基础知识有一个最基本的了解，并能运用误差理论方面的知识对测量数据进行处理后，正确地表达测量结果。 学习重点：测量误差和测量数据的处理。 学习难点：测量误差的分析。 习题 一、判断题（正确的打√，错误的打×） 1、直接测量必为绝对测量。( ) 2、为减少测量误差，一般不采用间接测量。( ) 3、为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。( ) 4、使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。( ) 5、0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。( ) 6、用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。( ) 7、某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果，其测量误差不应超过0.002mm。( ) 8、测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免的。( ) 9、选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。( ) 10、对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。( ) 二、选择题（将下面题目中所有正确的论述选择出来） 1、下列测量中属于间接测量的有_____________ A、用千分尺测外径。 B、用光学比较仪测外径。 C、用内径百分表测内径。 D、用游标卡尺测量两孔中心距。 E、用高度尺及内径百分表测量孔的中心高度。 2、下列测量中属于相对测量的有__________ A、用千分尺测外径。 B、用光学比较仪测外径。 C、用内径百分表测内径。
第六节、误差的基本概念 由于人们认识能力的局限，科学技术水平的限制，以及测量数值不能以有限位数表示（如 圆周率∏）等原因，在对某一对象进行试验或测量时，所测得的数值与其真实值不会完全相等，这种差异即称为误差。但是随着科学技术的发展，人们认识水平的提高，实践经验的增加，测量的误差数值可以被控制到很小的范围，或者说测量值可更接近于其真实值。 一，真 值 真值即真实值，是指在一定条件下，被测量客观存在的实际值。真值通常是个未知量，一般所说的真值是指理论真值、规定真值和相对真值。 理论真值：理论真值也称绝对真值，如平面三角形三内角之和恒为18O0。 规定真值：国际上公认的某些基准量值，如1960年国际计量大会规定“1m等于真空中氪86原子的2P10和5d5能级之间跃迁时辐射的1650 763.73个波长的长度”。1982年国际计量局召开的米定义咨询委员会提出新的米定义为“米等于光在真空中1／299792458 秒时间问隔内所经路径的长度”。这个米基准就当作计量长度的规定真值。规定真值也称约定真值。 相对真值：计量器具按精度不同分为若干等级，上一等级的指示值即为下一等级的真值，此真值称为相对真值）例如，在力值的传递标准中；用二等标准测力机校准三等标准测力计， 此时二等标准测力机的指示值即为三等标准测力计的相对真值。 二、误 差 根据误差表示方法的不同，有绝对误差和相对误差。 1．绝对误差 绝对误差是指实测值与被测之量的真值之差，即 但是，大多数情况下，真值是无法得知的；因而绝对误差也无法得到。一般只能应用一种更精密的量具或仪器进行测量，所得数值称为实际值，它更接近真值，并用它代替真值计算误差。 绝对误差具有以下一些性质： （1）它是有单位的，与测量时采用的单位相同； （2）它能表示测量的数值是偏大还是偏小以及偏离程度； （3）它不能确切地表示测量所达到的精确程度。 2．相对误差 相对误差是指绝对误差与被测真值（或实际值）的比值，即： 相对误差不仅表示测量的绝对误差，而且能反映出测量时所达到的精度。相对误差具有以下一些性质： ‘～。，。 （1）它是元单位的，通常以百分数表示，而且与测量所采用的单位元关，而绝对误差则不然，测量单位改变，其值亦变； （2）能表示误差的大小和方向，因为相对误差大时绝对误差亦大； （3）能表示测量的精确程度。当测量所得绝对误差相同时，则测量的量大者精度就高。因此，通常都用相对误差来表示测量误差。 三、误差的来源 在任何测量过程中，无论采用多么完善的测量仪器和测量方法，也无论在测量过程中怎样 细心和注意，都不可避免地存在误差、产生误差的原因是多方面的，可以归纳如下。 1；装置误差 主要由设备装置的设计制造、安装、调整与运用引起的误差。如试验机示值误差，等臂天
实验一误差的基本概念 一、实验目的 通过实验了解误差的定义及表示法、熟悉误差的来源、误差分类以及有效数字与数据运算。 二、实验原理 1、误差的基本概念 所谓误差就是测量值与真实值之间的差，可以用下式表示 误差=测得值-真值 （一）绝对误差 某量值的测得值和真值之差为绝对误差，通常简称为误差。 绝对误差=测得值-真值 （二）相对误差 绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差，因测得值与真值接近，故也可以近似用绝对误差与测得值之比值作为相对误差。 相对误差=绝对误差/真值≈绝对误差/测得值 （三）引用误差 所谓引用误差指的是一种简化和使用方便的仪器仪表表示值的相对误差，它以仪器仪表某一刻度点的示值误差为分子，以测量范围上限值或全量程为分母，所得的比值称为引用误差。 引用误差=示值误差/测量范围上限 2、精度 反映测量结果与真值接近程度的量，称为精度，它与误差大小相对应，因此可以用误差大小来表示精度的高低，误差小则精度高，误差大则精度低。 精度可分 ⅰ准确度它反映测量结果中系统误差的影响程度
ⅱ精密度它反映测量结果中随机误差的影响程度 ⅲ精确度它反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可以用测量的不确定度来表示。 3、有效数字与数据运算 含有误差的任何近似数，如果其绝对误差界是最末位数的半个单位，那么从这个近似数左方起的第一个非零的数字，称为第一位有效数字。从第一位有效数字起到最末一位数字止的所有数字，不论是零或非零的数字，都叫有效数字。 数字舍入规则如下： ①若舍入部分的数值，大于保留部分的末位的半个单位，则末位加1。 ②若舍去部分的数值，小于保留部分的末位的半个单位，则末位不变。 ③若舍去部分的数值，等于保留部分的末位的半个单位，则末位凑成偶数。即当末位为偶数时则末位不变，当末位为奇数时则末位加1。 三、实验内容 1、用自己熟悉的语言编程实现对绝对误差和相对误差的求解。 2、按照数字舍入规则，用自己熟悉的语言编程实现对下面数据保留四位有效数字进 行凑整。 四、实验报告 运行编制的程序，分析运行结果，并写出实验报告。
偏差的定义 一、偏差：分为绝对偏差、相对偏差、平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。 1、极差：是指某一次测定结果中极大值与极小值之间的差值。 2、绝对偏差：是指某一次测量值与平均值的差异。 3、相对偏差：是指某一次测量的绝对偏差占平均值的比值。 4、平均偏差：是指单项测定值与平均值的偏差（取绝对值）之和，除以测定次数。 5、标准偏差（σ）：是指统计结果在某一个时段内误差上下波动的幅度。 6、相对标准偏差（RSD）：是指标准偏差与测量结果算术平均值的比值。 二、精密度：指一样品多次平行测定结果之间的符合程度，用偏差表示。偏差越小，说明测定结果精密度越高。 三、例：测定某批次5袋药品重量，得到如下数据：37.45、37.20、37.50、37.30、37.25（g），计算测定结果的平均值、极差、绝对偏差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差： 平均值：x=(37.45+37.20+37.50+37.30+37.25)÷5 = 37.34 极差：37.50-37.20=0.30……如控制图用的极差与移动极差 绝对偏差：各次测定的绝对偏差分别为0.11、-0.14、0.16、-0.04、-0.09 平均偏差：d=(0.11+0.14+0.04+0.16+0.19)÷5=0.11 相对平均偏差=d/x *100%=0.29% ……如滴定液标定与复标时的相对平均偏差（0.1%）标准偏差：σ=根号下【(37.45-37.34)2 +(37.20-37.34)2+ (37.50-37.34)2+ (37.30-37.34)2+(37.25-37.34)2/(5-1)】=0.13……如控制图的UCL、 LCL的界定和6σ管理方法 相对标准偏差:RSD=标准偏差/平均值*100%=（0.13/37.34）x100%=0.35%……如气 相液相含量测定时的相对标准偏差RSD（2%）
对误差的处理 由于评阅试卷的人为因素很大，因此我们着重分析偶然误差。假设批阅试卷的精准度受人的疲劳度情况，并且不同年龄段的人工作相同的时间疲劳状况不一样。又因为疲劳状况是一个模糊概念，因此我们引入模糊数学概念。因素集为：年龄段Ui={25—35,35—45，45—55，55—65}.判断集为：Si={不疲劳，不太疲劳，比较疲劳，疲劳}。查阅资料得这几个年段的人在工作的时候对应的不同疲劳度的概率如下： 我们将改组数据设置为权重，存放于一个4X4中。设阅卷组的年龄分布为A。对应不同的年龄组成可以得到不同的疲劳度的分布。最终通过不同的年龄组成确定每个阅卷老师的阅卷数。计算出批阅试卷失误的概率的期望值a作为本题的偶然误差标准 clear;clc; m=0; for l=1:1000 t=0; while(t==0) R = normrnd(70,10,1,100); round(R); for i=1:100 if R(i)>0 && R(i)<=100 t=t+1;
end end if(t~=100) t=0; else [h,p]=sort(R,'descend'); end end d = unifrnd(0,3,1,8); e = ceil(unifrnd(-2,1,1,8)); e=5*e; n(1,:)=[12,13,12,13,12,13,12,13]; for i=1:8 for j=2:8 n(j,i)=n(j-1,i)-ceil(n(j-1,i)*0.3); if(n(j-1,i)==2) break; end end end m=0; for i=1:8 for j=1:8 m=m+n(i,j); end end m=max(m) t=0; s=zeros(8,13,8); for k=1:8 for i=1:8 for j=1:n(k,i) if(k==1) while(s(i,j,k)<=0 || s(i,j,k)>100) s(i,j,k)=normrnd(R(j+sum(n(1,1:k+i-2)))+e(i),d(i),1); t=t+1; if(t>50)
误差、仪表精度等级的概念 测量误差：测量值与真实值之间存在的差别。 真值：一个变量本身所具有的真实值,它是一个理想的概念,一般是无法得到的。 在计算误差时,一般用约定真值或相对真值来代替。 约定真值：一个接近真值的值,它与真值之差可忽略不计。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。 相对真值：指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3以下时,可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级 的相对真值。 绝对误差的实质,是仪表读数与被测参数真实值之差。
仪表的绝对误差只能是读数与约定真值或 相对真值之差。 相对误差：仪表的绝对误差与真值的百分比。 引用误差：绝对误差与仪表量程的百分比。 仪表精度等级 又称准确度级,是按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。引用误差的百分数分子作为等级标志。 我国仪表精度等级有：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。 级数越小,精度（准确度）就越高。 『等级』－对功能相同但质量要求不同的产品、过程或体系所作的分类或分类。『准确度等级』－符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限内的测量仪器的等级、级别。
『测量准确度』－测量结果与被测量真值之间的一致程度。 『量的约定真值』－对于给定目的具有适当不确定的、赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。 仪表的相对误差＝（测量结果－被测量真值/仪表量程）*100% 实际上你说的仪表精度是仪表的相对误差，他和仪表的精度等级还有一些区别，比如说标准仪器有些是按照“等”来划分的（如：一等、二等），有些采用的是绝对误差（如：砝码）。 按百分比划分的有：0.01级、0.02级、0. 05级、0.1级、0.2级、0.5级、1.0级等。按等划分的有：一等、二等、三等、四等、....。一般在检定规程中有规定。
基本概念题 1．误差的定义是什么？它有什么性质？为什么测量误差不可避免？ 答：误差＝测得值－真值。 误差的性质有： （1）误差永远不等于零； （2）误差具有随机性； （3）误差具有不确定性； （4）误差是未知的。 由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，受人们认识能力所限，测量或实 验所得数据和被测量真值之间不可避免地存在差异，因此误差是不可避免的。 2．什么叫真值？什么叫修正值？修正后能否得到真值？为什么？ 答：真值：在观测一个量时，该量本身所具有的真实大小。 修正值：为消除系统误差用代数法加到测量结果上的值，它等于负的误差值。 修正后一般情况下难以得到真值。因为修正值本身也有误差，修正后只能得到较测得值更为准确的结果。 3．测量误差有几种常见的表示方法？它们各用于何种场合？ 答：绝对误差、相对误差、引用误差 绝对误差——对于相同的被测量，用绝对误差评定其测量精度的高低。 相对误差——对于不同的被测俩量以及不同的物理量，采用相对误差来评定其测量精度的高低。 引用误差——简化和实用的仪器仪表示值的相对误差（常用在多档和连续分度的仪表中）。4．测量误差分哪几类？它们各有什么特点？ 答：随机误差、系统误差、粗大误差 随机误差：在同一测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差。 系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差。 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。误差值较大，明显歪曲测量结果。 5．准确度、精密度、精确度的涵义分别是什么？它们分别反映了什么？ 答：准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。 精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。 精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度。 准确度反映测量结果中系统误差的影响程度。精密度反映测量结果中随机误差的影响程度。精确度反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度。
一、有关概念 误差是测量值与真实结果之间的差异，要想知道误差的大小，必须知道真实的结果，这个真实的值，我们称之“真值”。 1. 真实值 从理论上说，样品中某一组分的含量必然有一个客观存在的真实数值，称之为“真实值”或“真值”。用“μ”表示。但实际上，对于客观存在的真值，人们不可能精确的知道，只能随着测量技术的不断进步而逐渐接近真值。实际工作中，往往用“标准值”代替“真值”。 2. 标准值 采用多种可靠的分析方法、由具有丰富经验的分析人员经过反复多次测定得出的结果平均值，是一个比较准确的结果。 实际工作中一般用标准值代替真值。例如原子量、物理化学常数：阿佛伽得 罗常数为6.02×10等。 与我们实验相关的是将纯物质中元素的理论含量作为真实值。 3. 准确度 准确度是测定值与真实值接近的程度。 为了获得可靠的结果，在实际工作中人们总是在相同条件下，多测定几次，然后求平均值，作为测定值。一般把这几次在相同条件下的测定叫平行测定。如果这几个数据相互比较接近，就说明分析的精密度高。 4. 精密度 精密度是几次平行测定结果相互接近的程度。 5. 精密度和准确度的关系 （1）精密度是保证准确度的先决条件。 （2）高精密度不一定保证高准确度。 6.误差 （1）定义：个别测定结果X、X…X与真实值μ之差称为个别测定的误差，简称误差。 （2）表示：各次测定结果误差分别表示为X-μ、X-μ……X-μ。 （3）计算方法： 绝对误差 相对误差 对于绝对误差——测定值大于真值，误差为正值；测定值小于真值，误差为负值。 对于相对误差——反映误差在测定结果中所占百分率，更具实际意义。 7. 偏差 偏差是衡量精密度的大小。 二、误差的分类