误差分析及解决办法
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第二章误差分析和数据处理方法2.1测量与误差1、测量物理实验不仅要定性观察各种物理现象,更重要的是找出有关物理量之间的定量关系。
为此就需要进行测量。
测量指的是将待测的物理量与一个选来作为标准的同类量进行比较的过程。
通过比较得出它们的倍数关系,进而认识待测量的一些未知属性。
可以认为测量就是一种研究方法。
选作标准的同类量称为单位。
倍数称为测量数值。
由此可见,一个物理量的测量值等于测量值与单位的乘积。
一个物理量的大小是客观存在的,选择不同的单位,相应的测量数值就有所不同。
单位越大,测量数值愈小,反之亦然。
测量可分为两类。
一类是直接测量。
如用尺量长度,以表计时间,天平称质量,温度计量温度等;另一类是间接测量,是根据直接测量所得的数据,根据一定的公式,通过运算,得出所需要的结果,例如直接测出单摆的长度ι和周期,应用公式g=4π2ι/T2,求出重力加速度g。
在物理的测量中,绝大部分是间接测量,但直接测量是一切间接测量的基础。
不论直接测量或间接测量,都需要满足一定的实验条件,按照严格的方法及正确地使用仪器,才能得出应有的结果。
因此,在实验过程中,一定要明白实验的目的,正确地使用仪器,细心地进行操作、读数和记录,以达到巩固理论知识和加强实验技能训练的目的。
2.误差物理量在客观上有着确定的数值,称为真值。
然而在实际测量时,由于实验条件、实验方法和仪器精度等的限制或者不够完善,以及实验人员技术水平和经验等原因,使得测量值与客观存在的真值之间有一定的差异。
测量值x与真值T x的差值称为测量误差δ,简称误差。
即δ= x - T x任何测量都不可避免地存在误差,所以,一个完整的测量结果应该包括测量值和误差两个部分。
既然测量不能得到真值,那么怎样才能最大限度地减小测量误差并估算出这误差的范围呢?要回答这些问题,首先要了解误差产生的原因及其性质。
测量误差按其产生原因与性质可分为系统误差、随机误差和过失误差三大类。
(1)系统误差系统误差的特点是有规律的,测量结果都大于真值,或小于真值。
热电偶测温误差分析及解决方法正确使用热电偶不仅可以准确得到测量温度的数值,从而保证产品合格,而且还可节省热电偶的材料消耗,既节省资金又能保证产品质量。
安装不正确,热导率和时间滞后等误差,是热电偶在使用中的主要误差。
热电偶的基本误差:误差是热电偶本身固有的,还包括上一级标准的传递误差。
解决方法:可采用检定校验的方法使其控制在允许偏差范围内,也可在实际测温中将热电偶偏差进行修正,得到的真实的温度。
热电偶材料不均匀性引起的误差:此误差和材料不均匀程度有关温度变化越大,使热电极各点温度的差值越大,则材料不均匀性的影响也就越大。
解决方法:可用退火的方法把它减弱,但无法完全消除。
测量仪表的误差:该误差的大小是由仪表的精度等级决定的。
解决方法:应定期检定校准,保证仪表的精确度等级。
动态误差:温度变化后,测温仪表来不及立即指出变化了的温度,因而引起读数误差。
热电偶时间常数的大小是决定动态误差大小的主要因素。
解决方法:对于快送变化的温度,由于测温元件的热惰性,动态误差可能很大,必须采用小管热电偶或选取采样数率较高的仪表解决。
采用导热性能好的材料做保护管,管壁要薄,内径要小。
减小保护管与热电偶测量端之间的空气.间隙。
增加测量端介质的流速,加快对流传热。
绝缘不良引起的误差:热电偶使用时两热电极间以及它们和大地之间应有良好的绝缘,不然将会有热电势损耗,直接影响测量结果的准确性,严重时会影响仪表的正常运行。
解决方法:把热电偶的引线接在铁管内,并将铁管接地。
把热电偶悬空,热电偶不与炉壁的耐火砖接触。
把参考端接地,在热电偶(或补偿导线)输出端的一端,通过一个容量足够大的电容接地。
用屏蔽的方法,可使泄漏的电流经过金属屏蔽物直接接地,不再流入测量回路,从而消除干扰误差。
热交换引起的误差。
热电偶测温时,存在着复杂的热交换过程。
由于温度的多次传递,测量端的温度并不与被测介质温度完全一致,因此产生测量误差。
克服方法有两种:一是确定传递误差的大小,进行修正。
124中国航班设备与制造Equipment and ManufacturingCHINA FLIGHTS机械加工误差分析以及解决措施田家龙|中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司摘要:本文对机械加工过程中所存在的误差进行了具体分析,并根据这些误差特点提出了相应的解决措施,旨在为从事机械加工的同行们提供一定的参考。
关键词:机械加工;误差分析;解决措施1 引言在我国的机械制造业中,对于机械加工过程中产生的加工误差有着非常严格的规定和要求。
误差可能来源于加工过程也可能来源于设计过程,虽然误差难以避免,但是误差一旦超出了实际允许的范围,便会导致工件报废等一系列严重后果,这种情况在加工过程中要重点把控。
2 机械加工过程中存在的误差2.1 工件定位不够精确导致的误差在对工件进行机械加工前,首先要先对工件进行定位和夹装,只有把工件固定牢固后,才能进行后续的机械加工作业。
这个定位以及夹装的工作通常都是由人工去完成,人工操作则必然会导致定位误差的产生,并且即使是全自动机械加工,定位工作由控制系统完成,同样也会有误差产生,难以避免。
定位不精确导致的误差对后续机械加工作业有着直接的影响,工件表面的几何形状等均会有一定的偏差。
2.2 机械加工设备导致的误差机械加工设备主要是指进行机械加工的机床。
机床是机械加工的必备设备,每一个加工环节均需要机床的参与。
因此,如果机床本身存在误差,这些误差便会直接影响到工件的机械加工精度,导致加工误差的出现。
机床自身的误差包括机床的导轨精度存在误差、主轴的回转误差、传动链的误差等等。
2.3 机械加工刀具导致的误差加工刀具是机械加工中最为主要的加工设备,在机械加工中应用十分广泛。
刀具在进行机械加工的过程中会产生一定程度的加工误差,不同刀具之间产生的误差也不尽相同。
刀具对机械加工加工误差的影响主要体现在两个方面,其一是刀具自身就存在一定的误差,这也就导致了在加工过程中难以完全避免误差的产生;其二是刀具长时间的使用导致了刀具的变形,刀具变形则会进一步导致加工出现误差。
分析误差及其消除方法(2)(3)人员误差由于测定人员的分辨力,反应速度的差异和固有习惯引起的误差称人员误差。
这类误差往往因人而异,因而可以采取让不同人员进行分析,以平均值报告分析结果的方法予以限制。
(4)环境误差这是由于测定环境所带来的误差。
例如室温、湿度不是所要求的标准条件,测定时仪器所振动和电磁场、电网电压、电源频率等变化的影响,室内照明影响滴定终点的判断等。
在实验中如发现环境条件对测定结果有影响时,应重新进行测定。
(5)随机误差随机误差在以往的分析测定文献中称为“偶然误差”,但“偶然误差”这一名词经常给人以误会,以为“偶然误差”是偶然产生的误差。
其实,偶然误差并不是偶然产生的,而是必然产生的,只是各种误差的出现有着确定的概率罢了,因此建议不要用偶然误差一词,而用随机误差这个名词。
随机误差的定义是:在实际相同的条件下,对同一量进行多次测定时,单次测定值与平均值之间的差异的绝对值和符号无法预计的误差。
这种误差是由测定过程中各种随机因素的共同影响造成的。
在一次测定中,随机误差的大小及其正负是无法预计的,没有任何规律性。
在多次测定中,随机误差的出现具有统计规律性,即:随机误差有大有小,时正时负;绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多;在一定的条件下得到的有限个测定值中,其误差的绝对值不会超过一定的界限;在测定的次数足够多时,绝对值相近的正误差与负误差出现的次数大致相等,此时正负误差相互抵消,随机误差的绝对值趋向于零。
分析工作者在用平均值报告分析结果时,正是运用了这一概率定律,在排除了系统误差的情况下,用增加测定次数的办法,使平均值成为与真实值较吻合的估计值。
二、提高分析结果准确度的方法要提高分析结果的准确度,必须考虑在分析过程中可能产生的各种误差,采取有效措施,将这些误差减少到最小。
1.选择合适的分析方法各种分析方法的准确度是不同的。
化学分析法对高含量组分的测定能获得准确和较满意的结果,相对误差一般在千分之几。