误差分析课件动态测量误差及其评定
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1.4 测量误差分析1.4.1 测量误差分类按照误差的表示形式,可分为绝对误差、相对误差和引用误差;按照误差的特点和性质,又可分为系统误差、随机误差和粗大误差。
1.按表示形式分类(1) 绝对误差绝对误差的定义为绝对误差=测得值-真值 (1-1)在实际工作中,经常使用修正值。
为消除系统误差,用代数法加到测量结果中的值称为修正值。
将测得值加上修正值之后可以得到近似的真值,即修正值=真值-测得值 (1-2)由此可得真值≈测得值+修正值 (1-3)修正值与误差值的大小相等而符号相反。
测得值加修正值后可在一定程度上消除该误差的影响,这就是误差修正的基本原理。
但值得注意的是,由于在大多数情况下难以得到真值,修正值本身也存在着误差,因此修正后只能得到较测得值更为准确的结果。
(2) 相对误差相对误差定义为绝对误差与被测量的真值之比,即绝对误差相对误差=真值(1-4) 相对误差只有大小和符号且量纲为一,一般用百分数来表示。
此外,相对误差常用来衡量测量的相对准确程度,相对误差越小,测量精确度越高。
(3) 引用误差对于有一定测量范围的测量仪器或仪表,以上所提到的绝对误差和相对误差都会随测量点的改变而改变,因此往往还采用其测量范围内的最大误差来表示该仪器仪表的误差,这就是引用误差的概念。
引用误差定义为在一个量程内的最大绝对误差与测量范围上限或满量程之比,即最大绝对误差引用误差=测量范围上限(1-5) 根据国家标准GB776—76《测量指示仪表通用技术条件》规定,我国电工仪表的精确度等级就是按照引用误差进行分级的。
一般分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七级,分别表示它们的引用误差不超过的百分数。
例1-1 某1.0级电流表,满度值为100A μ,求测量值分别为100A μ,80A μ和20A μ时可能出现的最大绝对误差和相对误差。
根据题意得1100A x μ=,280A x μ=,320Ax μ=(13x x -对应了三次测量值),且考虑到绝对误差不随测量值而变,均为123100 1.0%1A x x x μ∆=∆=∆=±⨯=±则最大相对误差分别为1111100%100%1%100x x r x ∆=⨯=±⨯=± 2221100%100% 1.25%80x x r x ∆=⨯=±⨯=± 3331100%100%5%20x x r x ∆=⨯=±⨯=± 可见,在同一量程内,测得值越小,示值相对误差越大。
测量误差与不确定度评定一、测量误差1、测量误差和相对误差(1)、测量误差测量结果减去被测量的真值所得的差,称为测量误差,简称误差。
这个定义从20世纪70年代以来没有发生过变化,以公式可表示为:测量误差=测量结果-真值。
测量结果是由测量所得到的赋予被测量的值,是客观存在的量的实验表现,仅是对测量所得被测量之值的近似或估计,显然它是人们认识的结果,不仅与量的本身有关,而且与测量程序、测量仪器、测量环境以及测量人员等有关。
真值是量的定义的完整体现,是与给定的特定量的定义完全一致的值,它是通过完善的或完美无缺的测量,才能获得的值。
所以,真值反映了人们力求接近的理想目标或客观真理,本质上是不能确定的,量子效应排除了唯一真值的存在,实际上用的是约定真值,须以测量不确定度来表征其所处的围。
因而,作为测量结果与真值之差的测量误差,也是无法准确得到或确切获知的。
过去人们有时会误用误差一词,即通过误差分析给出的往往是被测量值不能确定的围,而不是真正的误差值。
误差与测量结果有关,即不同的测量结果有不同的误差,合理赋予的被测量之值各有其误差并不存在一个共同的误差。
一个测量结果的误差,若不是正值(正误差)就是负值(负误差),它取决于这个结果是大于还是小于真值。
实际上,误差可表示为:误差=测量结果-真值=(测量结果-总体均值)+(总体均值-真值)=随机误差+系统误差(2)、相对误差测量误差除以被测量的真值所得的商,称为相对误差。
2、随机误差和系统误差(1)、随机误差测量结果与重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差,称为随机误差。
随机误差=测量结果-多次测量的算术平均值(总体均值)重复性条件是指在尽量相同的条件下,包括测量程序、人员、仪器、环境等,以及尽量短的时间间隔完成重复测量任务。
此前,随机误差曾被定义为:在同一量的多次测量过程中,以不可预知方式变化的测量误差的分量。
随机误差的统计规律性:○1对称性:绝对值相等而符号相反的误差,出现的次数大致相等,也即测得值是以它们的算术平均值为中心而对称分布的。