章檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)的理論基礎(chǔ)(已修改)
2025-05-12 04:27 本頁面
【正文】 1 第一章 檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)的理論基礎(chǔ) 第一節(jié) 測量誤差的基本理論 測量誤差的定義： 測量誤差 = 測得值 真值 客觀真實值（未知） 一、測量誤差的基本理論 ① 約定真值：世界各國公認(rèn)的幾何量和物理量的最高基準(zhǔn)的量值 ③ 相對真值：標(biāo)準(zhǔn)儀器的測得值或用來作為測量標(biāo)準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)器的值 ：測量所得數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的真值之差 1）絕對誤差 ?x = x – x0 ② 理論真值：設(shè)計時給定或用數(shù)學(xué)、物理公式計算出的給定值 2）相對誤差 測量的絕對誤差與被測量的真值之比 定義： 相對誤差 = ?100% 絕對誤差 真值 ? = ?100% ?x x0 誤差的特點 普遍性 所有的測量數(shù)據(jù)都存在誤差 不可避免的 最高基準(zhǔn)的測量傳遞手段（測量儀器 /測量方法） 不絕對準(zhǔn)確 ① 減小誤差的影響，提高測量精度 測量精度 測量技術(shù)水平的主要標(biāo)志之一 精度提高受到限制 測量誤差的影響作出評定 ② 對測量結(jié)果的可靠性給出評定（精確度的估計） 與檢測系統(tǒng)的組成和各組成環(huán)節(jié)有關(guān) 誤差原因 ③ 檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)所使用的材料性能和制造技術(shù)引起的誤差 ⑤ 檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)動力源的變化引起的誤差 ⑥ 檢測系統(tǒng)器件特性變化引起的誤差 偏離設(shè)定值 ⑦ 檢測環(huán)境引起的誤差 ⑧ 檢測方法誤差 ⑨ 檢測人員造成的誤差 ① 由被測對象本身引起的誤差 ② 因檢測理論的假定產(chǎn)生的誤差 ④ 組成 檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞特性方面產(chǎn)生的誤差 4 、誤差分類 按誤差來源：裝置誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、人員誤差 ① 系統(tǒng)誤差 （ System error） 由特定原因引起、具有一定因果關(guān)系并按確定規(guī)律產(chǎn)生 按掌握程度：已知誤差、未知誤差 按特性規(guī)律：系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差 有規(guī)律可循 裝置、環(huán)境、動力源變化、人為因素 再現(xiàn)性 偏差（ Deviation） 理論分析 /實驗驗證 原因和規(guī)律 減少 /消除 ② 隨機誤差 （ Random error） 因許多不確定性因素而隨機發(fā)生 偶然性（不明確、無規(guī)律） 概率和統(tǒng)計性處理（無法消除 /修正） ③ 粗大誤差 （ Abnormal error） 檢測系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)發(fā)生異常和故障等引起 異常誤差 混為系統(tǒng)誤差和偶然誤差 測量結(jié)果失去意義 分離 防止 按變化速度：靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差 檢測精度 檢測系統(tǒng)的基本內(nèi)容 不同場合 檢測精度要求不同 例：服裝裁剪（身長 /胸圍） 半厘米；發(fā)動機活塞直徑 微米級 精度高 系統(tǒng)復(fù)雜 造價高 系統(tǒng)誤差大小的反映 坐標(biāo)原點 真值點的位置 按誤差原因： 點 多次測量結(jié)果 ① 正確度：表征測量結(jié)果接近真值的程度 ② 精密度：反映測量結(jié)果的分散程度（針對重復(fù)測量而言） 表示隨機誤差的大小 ③ 準(zhǔn)確度：表征測量結(jié)果與真值之間的一致程度 系統(tǒng)誤差和隨機誤差的綜合反映 例： 確定測量誤差的方法 1）逐項分析法 與被測對象有關(guān)的專業(yè)知識 物理過程、數(shù)學(xué)手段 對測量中可能產(chǎn)生的誤差進行分析、逐項計算出其值，并對其中主要項目按照誤差性質(zhì)的不同，用不同的方法綜合成總的測量誤差極限 2）實驗統(tǒng)計法 綜合使用，互相補充、相互驗證 利用實際測量數(shù)據(jù)估算 反映各種因素的實際綜合作用 反映出各種誤差成分在總誤差中所占的比重 應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計的方法對在實際條件下所獲得的測量數(shù)據(jù)進行分析處理，確定其最可靠的測量結(jié)果和估算其測量誤差的極限 適用： ① 一般測量 適用： ① 擬定測量方案 ② 研究新的測量方法、設(shè)計新的測量裝置和系統(tǒng) ② 對測量方法和測量儀器的實際精度進行估算和校驗 系統(tǒng)誤差的消除 ② 測量方法 避免出現(xiàn)系統(tǒng)誤差 防止系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的最基本辦法 數(shù)據(jù)處理 被測量的估計值 可信程度（評定） ① 找出規(guī)律 修正值 2）引入修正值進行校正 3）檢測方法上消除或減小 現(xiàn)有儀器設(shè)備取得更好的效果（提高測量準(zhǔn)確度） 1）分析系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因 已出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差 理論分析 /專門的實驗研究 系統(tǒng)誤差的具體數(shù)值和變化規(guī)律 確定修正值（溫度、濕度、頻率修正等） 測量前 對可能產(chǎn)生的誤差因素進行分析，采取相應(yīng)措施 修正表格、修正曲線、修正公式 按規(guī)律校正 實際測量中，采取有效的測量方法 二、數(shù)據(jù)處理的一般方法 ② 抵消 法 例：等臂天平稱重 左右兩臂長的微小差別 恒值系統(tǒng)誤差 引起系統(tǒng)誤差的條件（如被測量的位置）相互交換 其他條件不變 ① 換位法 /替代法 產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素對測量結(jié)果起相反的作用 抵消 a） X與 P左
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