【正文】 傳感器與檢測(cè)技術(shù) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)儀器系 主講教師 : 姚振靜 Sensor amp。 Detecting Technology 2 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 第一章 緒論 主要內(nèi)容 ? 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)概述 ? 傳感器概述 ? 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 ? 傳感器的一般特性 ? 傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn) 3 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 ? 測(cè)量誤差的概念和分類 ? 精度 ? 測(cè)量誤差的表示方法 ? 隨機(jī)誤差 ? 系統(tǒng)誤差 ? 粗大誤差 ? 數(shù)據(jù)處理的基本方法 4 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 測(cè)量誤差的概念和分類 ? 1. 有關(guān)測(cè)量技術(shù)中的部分名詞 ? 2. 誤差的分類 5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 1. 有關(guān)測(cè)量技術(shù)中的部分名詞 （ 1） 等精度測(cè)量 ：在同一條件下所進(jìn)行的一系列重復(fù)測(cè)量。 即： 用相同儀表與測(cè)量方法對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量 （ 2） 非等精度測(cè)量 ：在多次測(cè)量中，對(duì)測(cè)量結(jié)果精確度有影響的一切條件不能完全維持不變的測(cè)量。 即： 用不同精度的儀表或不同的測(cè)量方法 , 或在環(huán)境條件相差很大時(shí)對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量 測(cè)量誤差的概念和分類 6 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 （ 3） 真值 ：被測(cè)量本身所具有的真正值。（圓周） （ 4） 實(shí)際值： 在排除系統(tǒng)誤差的前提下，測(cè)量次數(shù)無限多時(shí)，測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值極接近于真值，視為真值。 精度更高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具所測(cè)得的值為真值。 （ 5） 示值 ：由測(cè)量器具讀數(shù)裝置所指示出來的被測(cè)量的數(shù)值。 （ 6） 標(biāo)稱值 ：測(cè)量器具上所標(biāo)出來的數(shù)值。 （ 7） 測(cè)量誤差 ：用測(cè)量器具進(jìn)行測(cè)量時(shí)，所測(cè)量出來的數(shù)值與被測(cè)量的實(shí)際值（或真值）之間的差值。 測(cè)量誤差的概念和分類 7 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 2. 誤差的分類 ? （ 1）系統(tǒng)誤差 ? （ 2）隨機(jī)誤差 ? （ 3）粗大誤差 測(cè)量誤差的概念和分類 8 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 （ 1）系統(tǒng)誤差 同一條件 下，多次測(cè)量同一量值時(shí)絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或在條件改變時(shí)按 一定規(guī)律變化 的誤差。 主要因素： 材料、零部件及工藝的缺陷，標(biāo)準(zhǔn)量值、儀器刻度不準(zhǔn)確，環(huán)境溫度、壓力變化。 例如 , 標(biāo)準(zhǔn)量值的不準(zhǔn)確及儀表刻度的不準(zhǔn)確而引起的誤差。 （ 2）隨機(jī)誤差 在 同一測(cè)量條件 下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以 不可預(yù)定 的方式變化的誤差。 由很多復(fù)雜因素的微小變化的總和引起。具有隨機(jī)變量的一切特點(diǎn)，可用統(tǒng)計(jì)規(guī)律描述。 測(cè)量誤差的概念和分類 9 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 （ 3）粗大誤差 超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。 粗大誤差明顯歪曲測(cè)量結(jié)果。 在測(cè)量或數(shù)據(jù)處理中，如果發(fā)現(xiàn)某次測(cè)量結(jié)果所對(duì)應(yīng)的誤差特別大或特別小時(shí)，應(yīng)判斷是否屬于粗大誤差， 應(yīng)舍去不用 。 測(cè)量誤差的概念和分類 10 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 測(cè)量誤差的概念和分類 60kg 50kg 0kg 系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差 粗大誤差 11 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 精度 反映測(cè)量結(jié)果與真值接近程度的量，稱為 精度 。 分為 (1)準(zhǔn)確度： 指測(cè)定值與真值之間的符合程度。 反映測(cè)量結(jié)果中 系統(tǒng)誤差 的影響程度。 (2)精密度： 指 在相同的條件 下，多次平行分析結(jié)果相互接近的程度。 系統(tǒng)誤差 不影響測(cè)定的精密度，精密度反映測(cè)量結(jié)果中 隨機(jī)誤差 的影響程度。 (3)精確度： 反映測(cè)量結(jié)果中 系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差 綜合的影響程度，定量特征可用測(cè)量的不確定度表示。 a) b) c)12 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 精度 13 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 測(cè)量誤差的表示方法 ?(1) 絕對(duì)誤差 ?(2) 相對(duì)誤差 14 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 (1) 絕對(duì)誤差 絕對(duì)誤差 是示值與被測(cè)量真值之間的差值。 設(shè)被測(cè)量的真值為 A0，示值為 x，則絕對(duì)誤差為 （ ） 由于一般無法求得真值 A0，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用精度高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具的示值，即 實(shí)際值 A代替真值 A0。 x與 A之差稱為測(cè)量器具的 示值誤差 ，記為 （ ） 通常以此值（示值誤差）來代表絕對(duì)誤差。 0Axx ???Axx ??? 測(cè)量誤差的表示方法 15 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 修正值 為了消除 系統(tǒng)誤差 用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值稱為 修正值 ，常用 C表示。 將測(cè)得示值加上修正值后可得到真值的近似值，即 A0= x+C （ ） C =A0x （ ） 在實(shí)際工作中，可用實(shí)際值 A近似真值 A0，則（ ）式變?yōu)? C =Ax= Δx （ ） 修正值與絕對(duì)誤差值大小相等、符號(hào)相反 ，測(cè)得值加修正值可以消除該誤差的影響。 測(cè)量誤差的表示方法 16 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 絕對(duì)誤差愈小，說明指示值愈接近真值； 測(cè)量精度愈高？ 但這一結(jié)論只適用于被測(cè)量值相同的情況，而不能說明不同值的測(cè)量精度。 例如，某測(cè)量長(zhǎng)度的儀器；測(cè)量 10 mm的長(zhǎng)度，絕對(duì)誤差為 mm。另一儀器測(cè)量 200 mm長(zhǎng)度，絕對(duì)誤差為 mm； 這就很難按絕對(duì)誤差的大小來判斷測(cè)量精度高低了，這是因?yàn)楹笳叩慕^對(duì)誤差雖然比前者大，但它相對(duì)于被測(cè)量的值卻顯得較小。 引入 相對(duì)誤差 的概念。 (2) 相對(duì)誤差 測(cè)量誤差的表示方法 17 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 相對(duì)誤差 是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的約定值之比。 相對(duì)誤差有以下表現(xiàn)形式： ① 實(shí)際相對(duì)誤差。 ② 示值相對(duì)誤差。 ③ 滿度（引用）相對(duì)誤差 測(cè)量誤差的表示方法 18 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 ① 實(shí)際相對(duì)誤差。 ② 示值相對(duì)誤差。 %1 0 0??? AxA?%1 0 0??? xxx? 測(cè)量誤差的表示方法 19 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 %1 0 0???nn xxr③ 滿度（引用）相對(duì)誤差 相對(duì)誤差可用以