误差分析例题
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测量误差理论一、中误差估值(也称中误差):Δi (i=1,2,…,n ) (6—8)【例】 设有两组同精度观测值,其真误差分别为:第一组 —3″、+3″、-1″、—3″、+4″、+2″、-1″、—4″; 第二组 +1″、-5″、-1″、+6″、—4″、0″、+3″、-1″. 试比较这两组观测值的精度,即求中误差。
解:"22222219.2841243133±=+++++++±=m"222223.3813046151±=+++++++±=m由于m 1〈m 2,可见第一组观测值的精度比第二组高。
同时,通过第二组观测误差的分布情况可看出其误差值的波动幅度较大,因而也可判断出第二组观测值的稳定性较差,则精度较低。
另外,由以上分析可知,中误差仅代表了一组观测值的精度,并不表示某个观测值的真误差。
二、相对误差:观测值中误差m 的绝对值与相应观测值S 相比,并化为分子为1、分母为整数的形式,即mS Sm K 1==(6-10) 三、误差传播定律【例】 丈量某段斜距S =106。
28 m ,斜距的竖角038'︒=δ,斜距和竖角的中误差分别为cm 5m s ±=、"20m ±=δ,求斜距对应的平距D 及其中误差D m .解:平距 105.113m 30'cos8106.28cos =︒⨯=⋅=δS D由于δcos ⋅=S D 是一个非线性函数,所以,对等式两边取全微分,化成线性函数,并用“∆”代替“d ”得δδδ∆⋅⋅-∆⋅=∆sin cos S S D再根据(6—29)式,可以直接写出平距方差计算公式,并求出平距方差值n m ] [∆∆ ±=2""2222"2222)(477.24)20626520()'308sin 28.106(5)'308(cos )()sin ()(cos cm m S m m SD=⋅︒⋅+⋅︒=⋅⋅+⋅=ρδδδ因此,平距的中误差为:m D =±5 cm 。
实验室误差分析大全在日常检测工作中,我们虽然有最好的检验方法、有检定合格的仪器设备、有满足检验要求的环境条件和熟悉检验工作的操作人员,但是,得到的检验结果却往往不可能是绝对准确的,即使是同一检测人员对同一检测样品、对同一项目的检测,其结果也不会完全一样,总会产生这样或那样的差别,也就是说,任何物理量的测定,都不可能是绝对准确的,在测得值与真实值之间总是或多或少的存在着差别,这就是误差。
误差是客观存在的,用它可以衡量检测结果的准确度,误差越小,检测结果的准确度越高。
一、误差一、术语和定义L准确度准确度指,检测结果与真实值之间相符合的程度。
(检测结果与真实值之间差别越小,则分析检验结果的准确度越高)。
2.精密度精密度指,在重夏检测中,各次检测结果之间彼此的符合程度。
(各次检测结果之间越接近,则说明分析检测结果的精密度越高)3.重复性重复性指,在相同测量条件下,对同一被测量进行连续、多次测量所得结果之间的一致性。
重复性条件包括:相同的测量程序、相同的测量者、相同的条件下,使用相同的测量仪器设备,在短时间内进行的重夏性测量。
4.再现性(复现性)在改变测量条件下,同一被测量的测定结果之间的一致性。
改变条件包括:测量原理、测量方法、测量人、参考测量标准、测量地点、测量条件以及测量时间等。
如:实验室资质认定现场操作考核的方法之一:样品复测即是样品再现性(复现性)的一种考核、样品复测包括对盲样(即标准样品)的检测,也可以是对检验过的样品、在有效期内的再检测。
或是原检测人员或是重新再安排检测人员。
派通常再现性或复现性好,意味着精密度高。
精密度是保证准确度的先决条件,没有良好的精密度就不可能有高的的准确度,但精密度高准确度不一定高;反之,准确度高,精密度必然好。
二、误差的种类、来源和消除根据误差的来源和性质,误差可以分为以下几种:L系统误差(又称规律误差)1.1系统误差的定义系统误差是指,在偏离检测条件下,按某个规律变化的误差。
【例1】某电流表测得的电流示值为0.83m A,查该电流表的检定证书,得知该电流表在0。
8m A及其附近的修正值都为 —0。
02m A,那么被测电流的实际值为多少? 【解】:A x C =+=0.83m A+(-0。
02m A)=0。
81m A【例2】某电压表的S=1。
5,计算它在0V~100V 的量限内的最大绝对误差。
【解】:该表的满量程值为Ym =100V,由式(1-8)得到△ x m =m γ×Ym =±1。
5 %×100=±1。
5V【例3】检定一个1.5级、满量程值为10mA 的电流表,若在5mA 处的绝对误差最大且为0.13mA (即其他刻度处的绝对误差均小于0。
13mA ),问该表是否合格? 【解】:根据式(1-7),可求得该表实际引用误差为:100%m m mx Y γ∆=⨯=mA mA10130.=1.3 %因为m γ=1。
3 % 〈1.5 %,所以该表是合格的.根据式(1—6)和式(1—8)可知,S 级仪表在其量限Y m 内的任一示值x 的相对误差为:100%m m m x x Yx xγγ∆⨯==⨯ (1-9)【例4】 某电流表为1.0级,量程100mA ,分别测100mA 、80mA 、20mA 的电流,求测量时的绝对误差和相对误差。
【解】:由前所述,用此表的100mA 量程进行测量时,不管被测量多大,该表的绝对误差不会超过某一个最大值,即△ x m =m γ×Ym =±1。
0%×100=±1 mA对于不同的被测电流,其相对误差为:111%100m x x γ∆±===±211.25%80m x x γ∆±===±315%20m x x γ∆±===±【例5】某被测电压为10V ,现有量程为150V 、0。
5级和量程为15V 、1。
第一部分误差理论简介在日常检测工作中,我们虽然有最好的检验方法、有检定合格的仪器设备、有满足检验要求的环境条件和熟悉检验工作的操作人员,但是,得到的检验结果却往往不可能是绝对准确的,即使是同一检测人员对同一检测样品、对同一项目的检测,其结果也不会完全一样,总会产生这样或那样的差别,也就是说,任何物理量的测定,都不可能是绝对准确的,在测得值与真实值之间总是或多或少的存在着差别,这就是误差。
误差是客观存在的,用它可以衡量检测结果的准确度,误差越小,检测结果的准确度越高。
一、术语和定义1准确度准确度指,检测结果与真实值之间相符合的程度。
(检测结果与真实值之间差别越小,则分析检验结果的准确度越高)2精密度精密度指,在重复检测中,各次检测结果之间彼此的符合程度。
(各次检测结果之间越接近,则说明分析检测结果的精密度越高)3重复性重复性指,在相同测量条件下,对同一被测量进行连续、多次测量所得结果之间的一致性。
重复性条件包括:相同的测量程序、相同的测量者、相同的条件下,使用相同的测量仪器设备,在短时间内进行的重复性测量。
4再现性(复现性)在改变测量条件下,同一被测量的测定结果之间的一致性。
改变条件包括:测量原理、测量方法、测量人、参考测量标准、测量地点、测量条件以及测量时间等。
如,实验室资质认定现场操作考核的方法之一:样品复测即是样品再现性(复现性)的一种考核、样品复测包括对盲样(即标准样品)的检测,也可以是对检验过的样品、在有效期内的再检测。
或是原检测人员或是重新再安排检测人员。
※通常再现性或复现性好,意味着精密度高。
精密度是保证准确度的先决条件,没有良好的精密度就不可能有高的的准确度,但精密度高准确度不一定高;反之,准确度高,精密度必然好。
二、误差的种类、来源和消除根据误差的来源和性质,误差可以分为以下几种:1系统误差(又称规律误差)1.1系统误差的定义※系统误差是指,在偏离检测条件下,按某个规律变化的误差。
数值分析例题和知识点总结数值分析是一门研究如何用计算机求解数学问题数值解的学科,它在科学计算、工程技术、金融经济等领域都有着广泛的应用。
为了更好地理解和掌握数值分析的知识,下面将通过一些例题来对常见的知识点进行总结。
一、误差分析误差是数值分析中一个非常重要的概念。
误差分为绝对误差、相对误差和有效数字。
绝对误差:设某量的准确值为$x$,近似值为$x^$,则绝对误差为$|x x^|$。
相对误差:相对误差是绝对误差与准确值的比值,即$\frac{|xx^|}{|x|}$。
有效数字:若近似值$x^$的绝对误差限是某一位的半个单位,该位到$x^$的第一位非零数字共有$n$位,则称$x^$有$n$位有效数字。
例如,$\pi$的近似值为 314,准确值约为 31415926,绝对误差为$|31415926 314| = 00015926$,相对误差为$\frac{00015926}{31415926} \approx 0000507$,314 有 3 位有效数字。
二、插值法插值法是数值分析中的一种基本方法,用于通过已知的数据点来构造一个函数。
1、拉格朗日插值已知$n + 1$个互异节点$(x_0, y_0),(x_1, y_1),\cdots, (x_n, y_n)$,拉格朗日插值多项式为:$L_n(x) =\sum_{i = 0}^n y_i l_i(x)$其中,$l_i(x) =\frac{\prod_{j = 0, j \neq i}^n (x x_j)}{\prod_{j = 0, j \neq i}^n (x_i x_j)}$例如,已知点$(1, 2)$,$(2, 3)$,$(3, 5)$,求插值多项式。
设$L_2(x) = y_0 l_0(x) + y_1 l_1(x) + y_2 l_2(x)$$l_0(x) =\frac{(x 2)(x 3)}{(1 2)(1 3)}=\frac{1}{2}(x 2)(x 3)$$l_1(x) =\frac{(x 1)(x 3)}{(2 1)(2 3)}=(x 1)(x 3)$$l_2(x) =\frac{(x 1)(x 2)}{(3 1)(3 2)}=\frac{1}{2}(x 1)(x 2)$则$L_2(x) = 2 \times \frac{1}{2}(x 2)(x 3) + 3 \times (x1)(x 3) + 5 \times \frac{1}{2}(x 1)(x 2)$2、牛顿插值牛顿插值多项式为:$N_n(x) = fx_0 + fx_0, x_1(x x_0) + fx_0, x_1, x_2(x x_0)(xx_1) +\cdots + fx_0, x_1, \cdots, x_n(x x_0)(x x_1) \cdots (xx_{n 1})$其中,均差$fx_0, x_1, \cdots, x_k =\frac{fx_1, x_2, \cdots, x_k fx_0, x_1, \cdots, x_{k 1}}{x_k x_0}$三、数值积分数值积分用于计算定积分的近似值。
如果用0.1mol/L的盐酸溶液滴定已知浓度为0.1mol/L体积为20mL 的氢氧化钠溶液,假如滴定时所用盐酸体积为VmL。
我把整个滴定过程分为四个阶段,请大家共同讨论:第一阶段:为滴定时,溶液的pH值为多少?因为c(OH—)=10—1mol/L 所以c(H+)=10—13mol/L pH= -lg c(H+)= -lg10—13 =13第二阶段:滴定开始至滴定终点前,随着盐酸的加入,溶液中c (OH—)不断减小。
[例题]设滴入盐酸的体积为19.98mL(误差0.001),这时溶液的c(OH—)及pH值为多少?因为c(OH—)=(20.00mL—19.98mL)×0.1mol/L÷39.98 mL =5.00×10—5mol/L所以pOH=4.30 pH=9.7第三阶段;滴定终点时(即恰好完全反应时),此时由于盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,V酸=V碱=20mL 溶液为中性pH=7第四阶段:滴定终点后[例题]设滴入盐酸的体积为20.02mL时(误差为0.001),这时溶液的c(H+)及pH值为多少?生:因为c(H+)=(20.02mL—20.00mL)×0.1mol/L÷40.02 mL =5.00×10—5mol/L所以pH=4.3指导学生多取了一些值,画出以下曲线:酚酞和甲基橙指示剂的选择虽然有一定的误差,但是这个误差是非常小的,小到可以忽略不计。
由曲线A可知,从滴定开始到加入19.98mLHCl溶液,即99.9%的NaOH被滴定,溶液的pH值变化较慢,共只有3.3个单位。
但从19.98mL到20.02mL即滴定终点前后,体积仅差±0.1%,pH却从9.7变化到4.3,共5.4个单位。
说明加入量虽有很小变化,但溶液立刻由碱性变为酸性。
滴定终点前后±0.1%相对误差的溶液pH的变化,在分析化学中称为滴定的pH值突跃范围。
P.157(题3-3)习题(定位误差分析计算)解答:答:本工序铣槽要保证两个加工精度:尺寸014.054-和对称度不大于0.03。
1、采用第一种定位方案(见b 图)时,(1)对于尺寸014.054-的定位误差: )047.0(314.0021.0145sin 121.012sin 12=≤≈⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆-∆=∆αd JB JW DW T 所以能保证尺寸014.054-的加工精度要求。
(2)对于对称度的定位误差:000=+=∆+∆=∆JW JB DW(注:由于V 形块对工件外圆定位时,其定位基准就是过外圆中心的垂直线,即垂直方向的直径,所以定位基准与对称度的设计基准重合,0=∆JB ;又由于V 形块具有自动对中作用,外圆的中心仅在垂直方向上产生位置偏差,不会在水平方向上产生偏移,所以0=∆JW 。
) 所以能保证对称度的加工精度要求。
由此可见,第一种定位方案能同时保证上述两个加工精度要求。
2、采用第二种定位方案(见c 图)时,因定位销轴水平放置,属于单边固定接触。
(1)对于尺寸014.054-的定位误差: )(047.0314.0085.0)202.003.0()21.0202.0(=≥=+++=∆+∆=∆JW JB DW (注:由于用销轴对工件内孔进行定位,定位基准是工件内孔的中心,而设计基准是工件外圆的下母线,所以基准不重合,另外要注意到根据题目的提示:内孔与外圆还存在着同轴度公差,同轴度公差是指任意直径方向上,所以基准不重合误差既要考虑到工件外圆半径公差,还要考虑到同轴度公差在半径方向上所产生的最大偏差)所以不能保证尺寸014.054-的加工精度要求。
(2)对于对称度的定位误差: )(01.0303.002.0002.0=≥=+=∆+∆=∆JW JB DW (注:由于销轴对工件内孔定位时,其定位基准就是内孔中心,而对称度的设计基准是外圆的中心,即垂直方向的直径,当外圆的中心与内孔的中心在水平方向上产生最大的同轴度误差时,定位基准与对称度的设计基准不重合,02.0=∆JB ;又由于水平放置的销轴也具有自动对中作用,内孔的中心仅在垂直方向上产生位置偏差,不会在水平方向上产生偏移,所以0=∆JW 。
绝对误差和相对误差计算公式例题在我们的学习和生活中,误差这个概念可是经常会出现的。
比如说,你测量一个桌子的长度,得到的结果和实际长度之间的差异,这就是误差。
而误差又分为绝对误差和相对误差,今天咱们就来好好聊聊这两个家伙的计算公式,再通过一些例题来加深理解。
先来说说绝对误差。
绝对误差呢,就是测量值与真实值之间的差值。
计算公式就是:绝对误差 = |测量值 - 真实值| 。
举个例子哈,比如说你测量一个杯子的高度,测量出来是 15 厘米,但实际上这个杯子的真实高度是 14.5 厘米。
那这时候的绝对误差就是 |15 - 14.5| = 0.5 厘米。
相对误差呢,它是绝对误差与真实值的比值,再乘以 100% 。
计算公式是:相对误差 = (|测量值 - 真实值| / 真实值)× 100% 。
还拿刚才那个杯子举例,相对误差就是(|15 - 14.5| / 14.5)× 100% ≈ 3.45% 。
下面咱们通过几个具体的例题来实战一下。
有一次,我和朋友一起做蛋糕。
我们需要称出 200 克的面粉,结果称出来是 205 克。
这时候,绝对误差就是 |205 - 200| = 5 克,相对误差就是(|205 - 200| / 200)× 100% = 2.5% 。
你看,这一点点的误差,可能就会影响到蛋糕的口感和质量呢。
再比如,在物理实验中,测量一个电阻的阻值。
实验测量得到的值是 10.2 欧姆,但实际上这个电阻的真实阻值是 10 欧姆。
那绝对误差就是 |10.2 - 10| = 0.2 欧姆,相对误差就是(|10.2 - 10| / 10)× 100% = 2% 。
在化学实验里也常常会用到这两个误差的计算。
比如说配制一定浓度的溶液,需要称取 5 克的溶质,结果称取了 5.1 克。
绝对误差就是0.1 克,相对误差就是(0.1 / 5)× 100% = 2% 。
从这些例题可以看出,绝对误差和相对误差在我们的科学实验、日常生活中的测量等等方面都有着很重要的作用。
测量误差理论一、中误差估值(也称中误差):Δi (i=1,2,…,n ) (6-8)【例】 设有两组同精度观测值,其真误差分别为:第一组 -3″、+3″、-1″、-3″、+4″、+2″、-1″、-4″; 第二组 +1″、-5″、-1″、+6″、-4″、0″、+3″、-1″。
试比较这两组观测值的精度,即求中误差。
解:"22222219.2841243133±=+++++++±=m"222223.3813046151±=+++++++±=m由于m 1<m 2,可见第一组观测值的精度比第二组高。
同时,通过第二组观测误差的分布情况可看出其误差值的波动幅度较大,因而也可判断出第二组观测值的稳定性较差,则精度较低。
另外,由以上分析可知,中误差仅代表了一组观测值的精度,并不表示某个观测值的真误差。
二、相对误差:观测值中误差m 的绝对值与相应观测值S 相比,并化为分子为1、分母为整数的形式,即mS Sm K 1==(6-10) 三、误差传播定律【例】 丈量某段斜距S = m ,斜距的竖角,斜距和竖角的中误差分别为、,求斜距对应的平距D 及其中误差。
解:平距 105.113m 30'cos8106.28cos =︒⨯=⋅=δS D由于是一个非线性函数,所以,对等式两边取全微分,化成线性函数,并用“”代替“d ”得δδδ∆⋅⋅-∆⋅=∆sin cos S S D再根据(6-29)式,可以直接写出平距方差计算公式,并求出平距方差值n m][2""2222"2222)(477.24)20626520()'308sin 28.106(5)'308(cos )()sin ()(cos cm m S m m SD=⋅︒⋅+⋅︒=⋅⋅+⋅=ρδδδ因此,平距的中误差为:m D =±5 cm 。
则最终平距可表示为:D=± m 。
【例1】某电流表测得的电流示值为0.83m A,查该电流表的检定证书,得知该电流表在0.8m A及其附近的修正值都为 -0.02m A,那么被测电流的实际值为多少? 【解】:A x C =+=0.83m A+(-0.02m A)=0.81m A【例2】某电压表的S=1.5,计算它在0V~100V 的量限内的最大绝对误差。
【解】:该表的满量程值为Ym =100V ,由式(1-8)得到△ x m =m γ×Ym =±1.5 %×100=±1.5V【例3】检定一个1.5级、满量程值为10mA 的电流表,若在5mA 处的绝对误差最大且为0.13mA (即其他刻度处的绝对误差均小于0.13mA ),问该表是否合格? 【解】:根据式(1-7),可求得该表实际引用误差为:100%m m mx Y γ∆=⨯=mA mA10130.=1.3 %因为m γ=1.3 % <1.5 %,所以该表是合格的。
根据式(1-6)和式(1-8)可知,S 级仪表在其量限Y m 内的任一示值x 的相对误差为:100%m m mx x Y x xγγ∆⨯==⨯(1-9) 【例4】 某电流表为1.0级,量程100mA ,分别测100mA 、80mA 、20mA 的电流,求测量时的绝对误差和相对误差。
【解】:由前所述,用此表的100mA 量程进行测量时,不管被测量多大,该表的绝对误差不会超过某一个最大值,即△ x m =m γ×Ym =±1.0%×100=±1 mA 对于不同的被测电流,其相对误差为:111%100m x x γ∆±===± 211.25%80m x x γ∆±===±315%20m x x γ∆±===±【例5】某被测电压为10V ,现有量程为150V 、0.5级和量程为15V 、1.5级两块电压表,问选用哪块表更为合适? 【解】:使用150V 电压表,最大绝对误差为:△ x m =±0.5%×150V=±0.75V则测量10V 电压所带来的相对误差为:γ1=(±0.75/10) ×100%=±7.5% 使用15V 电压表,最大绝对误差为:△ x m =±1.5%×15V=±0.225V则测量10V 电压所带来的相对误差为:γ2=(±0.225/10) ×100%=±2.25% 可见,γ2 <γ1,所以应该选用15V 、1.5级的电压表。
【例6】用温度计重复测量某个不变的温度,得11个测量值的序列(见下表),求测量值的平均值及其标准偏差。
【解】:(1)计算平均值:111(528531529527531533529530532530531)11n i i x x n ===++++++++++∑=530.1℃(2)求残余误差:i i v x x =-()x σ=1.767℃(4)计算算术平均值标准偏差:0.53=℃ 【例7】已知随机误差服从正态分布,分别求出误差落在区间[-σ,σ]、[-2σ,2σ]、[-3σ,3σ]内的置信概率。
【解】:由题中所知置信因数K 分别为1、2、3,经查表得:K =1时,P =68 % K =2时,P =95.4 % K =3时,P =99.73%【例8】检查例6中的测量数据有无粗大误差,设置信概率为95%。
【解】:(1)计算得530.1x =℃ ,() 1.767x σ=℃残差中4v =3.1最大,是可疑数据。
(2)用莱特准则检验3σ =3×1.767=5.301>4v ,故可判断测量数据中没有粗大误差。
(3)用格拉布斯准则检验n=11,P=0.95,经查表得G=2.23,G σ=2.23×1.767=3.94041>4v ,故可判断测量数据中没有粗大误差。
【例9】对某电压进行了16次等精度测量,测量数据中已记入修正值,列于表中。
要求给n x x )()(σσ=【解】:(1) 求算术平均值: 1205.3016i i x x ===∑(2) 计算i i v x x =-并列入表中,验证1610ii v==∑(3) 标准偏差的估计值: ()0.04434x σ= (4) 按莱特准则检查有无粗大误差,3σ=1.330,查表5v >3σ,所以第5个测量数据含有粗大误差,为坏值,应剔除(5)对剩余的15个数据重新计算,205.21x =,重新计算残余误差'i v 并列入表中,验证15'10ii v ==∑,重新计算'0.27σ==,再按莱特准则检查有无粗大误差,3σ=0.81,各'i v 均小于3σ,剩余的15个数据无粗大误差(6)对'i v 作图,判断有无变值系统误差,如图1-9所示,从图中可见无明显累进性周期性系统误差图1-9 残差图(7)计算算术平均值的标准偏差 0.27()0.0715x σ===(8)写出最后结果的表达式'()205.20.2x x K x σ=±⋅=±V【例10】用用两种方法测量某电压,第一种方法测量6次,其算术平均值U 1=10.3V ,标准偏差1()0.2U V σ=;第二种方法测量8次,其算术平均值U 2=10.1V ,标准偏差2()0.1U V σ=。
求电压的估计值和标准偏差,并写出测量结果。
【解】:计算两种测量方法的权:1221()0.2W U λλσ==, 2222()0.1W U λλσ==令λ=1,则110.04W =,210.01W = 电压的估计值为: 1122121110.310.010.040.0110.14110.040.01WU W U U V W W ⨯+⨯+===++电压估计值的标准偏差为:()0.089U V σ==测量结果为:U =10.14±3×0.089=10.14±0.027V【例11】电阻R 1=2KΩ、R 2=3KΩ,相对误差均为±5%,求串联后总的相对误差。
【解】:串联后的总电阻为:12R R R =+12R R R ∆=∆+∆12(5%5%)R R R R R R γ±+∆===125%()R R R±+ =±5%【例12】用间接法测量电阻上消耗的功率。
利用公式P=IU 测量,已知γI 、 γU ,问功率的相对误差是多大?【解】:利用公式【例13】有四个500Ω电阻串联,各电阻的系统误差分别为:ε1=4Ω、ε2=2Ω、ε3=5Ω、ε4=3Ω,求串联后总电阻的系统误差?【解】:1234R R R R R εεεεε=+++=4+2+5+3=14Ω【例14】用某一型号的晶体管毫伏表3V 量程测一个100KHz 、1.5V 的电压,已知该表的固有误差为±5%(1KHz 时),频率附加误差为±3%(20Hz ~1MHz ),分压器附加误差为±10%,求测量总的相对误差。
【解】:(1)求示值相对误差:mx x xγ∆=5%30.15m m m x y V γ∆==±⨯=±0.1510%1.5x γ±==± (2)用绝对值和法计算测量的相对误差:()(10%3%10%)23%ym x f R γγγγ=±++=±++=±UI P ni i i UU I I IU U I I U P P UI I U UU PI I P x x f P γγγ+=∆+∆=∆+∆=∆=∆+∆=∆∂∂+∆∂∂=∆∂∂=∆∑= 1(3)用方和根法计算测量的相对误差:14.5%ym γ==±【例15】当利用公式2P I Rt =测量直流电能量时,要求测量电能的总误差不于±1.2%,误差怎样分配?【解】:(2)P I R t γγγγ=±++若按等准确度分配,()1 1.2%0.3%4I R t γγγ===⨯±=±。
【例16】一整流电路,在滤波电容两端并联一泄放电阻,欲测量其消耗功率,要求功率的测量误差不大于±5%,初测电阻上的电压为10V ,电流80mA ,问选用哪一等级的电压表和电流表测量?【解】: 1080800R R R P U I m W ==⨯=()8005%40P mW ε≤⨯±=±,即总误差不超过40mW ,P U I p PU Iεεε∂∂=+∂∂ U I I U εε=+,按照等作用分配方法,12U P I εε≤,400.25280U V ε±≤=±⨯测量电压应选用1.5级、10V 或1.5级15V 电压表。
同理,402210I mA ε±≤=±⨯,测量电压应选用1.5级100m 电流表。
【例17】测量电阻消耗的功率时,可间接测量电阻两端的电压、流过的电流,采用不同的方案计算得到。
设电阻、电流、电压测量的相对误差为±1%、±2.5%和±2%,问采用哪种测量方案好。
【解】:方案1: P U I = (2% 2.5%) 4.5%P U I γγγ=+=±+=±方案2: 2P I R = 2(2 2.5%1%)6%P I R γγγ=+=±⨯+=± 方案3: 2P U R = 2(22%1%)5%P U R γγγ=-=±⨯+=±【例18】某标准电阻R S 的校准证书说明:标准电阻的标称值为10Ω,在23℃时,电阻大小为10.000742±0.000129,其不确定度区间的置信概率为99%。
求电阻的标准不确定度。
【解】:由校准证书的信息已知置信区间的半宽为α=129μΩ,P=0.99假设概率分布为正态分布,查表得K =2.576 电阻的标准不确定度为:()B S U R =129μΩ/2.576=50μΩ【例19】一台数字电压表出厂时的技术规范说明:“在仪器检定后的一年内,1V 的不确定度是读数的14×10-6倍加量程的2×10-6倍”。
在仪器检定后10个月,在1V 量程上测量电压,得到一组独立重复条件下测量列的算术平均值为0.928571V ,已知其A 类不确定度为14μV ,假设概率分布为均匀分布,计算数字电压表在1V 量程上的合成不确定度。
【解】:计算B 类不确定度:区间半宽α=14×10-6×0.928571+2×10-6×1=15μV概率分布为均匀分布,K()8.7B U U Kα==μV合成标准不确定度为15C U =μV例21】用一套测量系统测电流,其不确定度≤±1%,现等精密度测量11次,得到下表数据,求测量结果。