中國石油大學(xué)化工檢測儀表第二章檢測技術(shù)基礎(chǔ)精講ppt課件

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第二章 檢測技術(shù)基礎(chǔ),測量及測量方法 測量誤差 測量儀表的性能指標(biāo) 測量不確定度 小結(jié),1,第一節(jié) 測量方法,定義: 用實(shí)驗(yàn)的方法，將被測參數(shù)的量值（被測量）與 標(biāo)準(zhǔn)量的量值進(jìn)行比較，確定出被測量的大小。,一、測量的概念,2,第一節(jié) 測量方法,二、測量方法（有多種不同分類方法）,直接測量—采用已標(biāo)定的儀器，被測量直接與標(biāo)準(zhǔn)量比較而得到測量值的出來方法，直接測得結(jié)果。,間接測量—指通過對(duì)若干個(gè)與被測量有確定的函數(shù)關(guān)系的物理量進(jìn)行直接測量，然后再通過代表該函數(shù)關(guān)系的公式、曲線或表格求出未知量的測量方法。,1.按測量方式分,例：游標(biāo)卡尺量長度，體溫計(jì)量體溫。,例：,曹沖稱象就是這個(gè)原理,特點(diǎn)：方便快捷,直接測量不方便，或間接測量的結(jié)果較直接測量更為準(zhǔn)確,矩形面積A=L(長)×B(寬),3,第一節(jié) 測量方法,2. 按接觸方式分,接觸式測量—儀表傳感部分需與被測介質(zhì)充分接觸。,特點(diǎn)：精度高，應(yīng)用廣，測量范圍寬，使用方便，價(jià)格便宜。,接觸測量,接觸式測量,非接觸式測量,,4,第一節(jié) 測量方法,非接觸式測量—儀表任何部分均不與被測介質(zhì)接觸。,特點(diǎn)：不破壞流體特性、不接觸被測介質(zhì)。 主要用于高溫、高壓、劇毒等場合。,射線液位計(jì),超聲波流量計(jì),紅外輻射溫度計(jì),,5,第一節(jié) 測量方法,K1、K2、K3任何環(huán)節(jié)受到干擾，均影響最終測量結(jié)果。,1. 開環(huán)結(jié)構(gòu),輸出與輸入的關(guān)系為：,K1 —— 檢測元件的傳遞系數(shù)； K2 —— 傳送放大部分的傳遞系數(shù)； K3 —— 顯示部分的傳遞系數(shù)。,y = k1 k2 k3 x =k1 K x,K = K2 K3,三、測量儀表的組成,檢測（傳感）元件、傳送放大及顯示三個(gè)基本部分組成。,分為開環(huán)和閉環(huán)兩種結(jié)構(gòu)。,6,2. 閉環(huán)結(jié)構(gòu),,輸出與輸入關(guān)系為：,K=k2k3 1 時(shí),第一節(jié) 測量方法,消除了K2、K3影響,K2,K3,Kf,K1,（1）由于儀表檢測元件各不相同，涉及的學(xué)科、知識(shí)點(diǎn)較多； （2）儀表的放大部分涉及到許多電路，由于從時(shí)間、難度考慮，這部分只對(duì)一些典型電路作介紹； （3）重點(diǎn)掌握基本測量原理、特點(diǎn)、如何正確選擇、使用和維護(hù)。,7,第二節(jié) 測量誤差,測量誤差=測量值-真實(shí)值,誤差分類：,系統(tǒng)誤差: 儀表零點(diǎn)誤差、測量條件變化、設(shè)備內(nèi)部變化。 找出原因,可對(duì)結(jié)果修正加以消除。有方向性,隨機(jī)誤差: 由于外界隨機(jī)干擾的影響，符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 增加測量次數(shù)取其平均值, 可減小。無方向性,粗大誤差: 由操作人員的疏忽大意、故意或儀器故障等造成，結(jié)果無意義。需盡量避免、剔除。,1. 測量誤差的定義,8,第三節(jié) 儀表的性能指標(biāo),例1-1：體溫計(jì)的測量范圍一般為35-42℃ ， 量程為42-35=7℃,(一）測量范圍及量程 L：,測量范圍：Lmin~ Lmax, 量程： L= Lmax- Lmin,對(duì)于已給定的儀表：,測量范圍/量程已定，有的可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。,表示儀表可測的范圍,測量范圍應(yīng)包含整個(gè)被測變量范圍：,太?。耗承c(diǎn)無法測量,太大：同樣精度的儀表，測量誤差增大,9,例1-2：量程不同的兩支溫度計(jì)測同一點(diǎn)溫度，哪支準(zhǔn)確？ 表1: 0-200℃，真實(shí)溫度100℃，測量值102℃；Δy = 2℃ 表2: 0-300℃，真實(shí)溫度100℃，測量值99℃； Δy = -1℃,(二）絕對(duì)誤差及相對(duì)誤差,1. 絕對(duì)誤差 Δy：測量值與真實(shí)值之間的差值,特點(diǎn): 1) 有單位； 2) 有?方向性 ； 3) 反應(yīng)儀表某一點(diǎn)的測量性能，不能全面反映儀表在整個(gè)測量范圍內(nèi)的性能的好壞。,y--測量值 y0--真實(shí)值（標(biāo)準(zhǔn)值）。要知道真實(shí)值是困難的， 一般用標(biāo)準(zhǔn)表即用精度更高的儀表的指示值代替。,表2在測100℃（同一個(gè)點(diǎn)）這個(gè)點(diǎn)時(shí)更準(zhǔn)確,只能表示這一點(diǎn)的測量性能，無法表示儀表(溫度計(jì))整體性能的優(yōu)劣。,用于評(píng)價(jià)儀表在某一點(diǎn)的測量性能。,10,例1-3：量程不同的兩支溫度計(jì)測不同點(diǎn)溫度，哪支準(zhǔn)確？ 表1: 0-500℃，真實(shí)溫度300℃，測量值302℃； Δy = 2℃ 表2: 0-300℃，真實(shí)溫度100℃，測量值98℃。 Δy = -2℃,表1： δ =[(302-300)/300]×100% = 0.67%,表2： δ =[(98-100)/100]×100% = -2%,僅表示這兩個(gè)測量點(diǎn)上，表1更準(zhǔn)確。無法反映儀表整體性能的優(yōu)劣。,特點(diǎn): 用于評(píng)價(jià)同一/不同儀表在兩個(gè)不同點(diǎn)的測量性能。 1) 無單位； 2) 有?方向性 ； 3)反應(yīng)儀表某些點(diǎn)的測量性能，不能全面反映儀表性能的好壞。,2. 相對(duì)誤差 δ,11,若兩儀表絕對(duì)誤差相同，則大量程儀表的引用誤差小。,（接例1-3） 表1: γ=[(302-300)/500]×100% = 0.4% 表2: γ =[(98-100)/300]×100% = -0.67%,最大引用誤差：,(三)引用誤差 γ和最大引用誤差γmax,測量范圍：Lmin～ Lmax 量程: L= Lmax- Lmin,返回,最大引用誤差特點(diǎn): 1) 無單位； 2) 有?方向性 ； 3) 可以比較確切地反映儀表的整體性能。,12,產(chǎn)生原因: 如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙，運(yùn)動(dòng)部 件摩擦，彈性元件滯后等。,,（四）回差(變差) h,相同條件下，使用同一儀表對(duì)某參數(shù)進(jìn)行 正、反行程測量時(shí)，所得儀表示值之間的差值。,hmax可反映儀表的整體性能。,x正 —正(上)行程示值； x反 —反(下)行程示值。,特點(diǎn): 1) 無單位； 2) 無方向性 ； 3) 可反映儀表的整體性能。,13,（五）精度及精度等級(jí),1．精密度,2．準(zhǔn)確度,3．精確度（精度）,圖(a)：準(zhǔn)確度較高、精密度較差；,相同條件下對(duì)被測量多次反復(fù)測量，測量值（示值）之間的一致程度。從誤差角度，反映測量值的隨機(jī)誤差。,測量值與“真值”的接近程度。反映測量值的系統(tǒng)誤差。,精密度和準(zhǔn)確度的綜合。從測量誤差角度，是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的綜合反映。,圖(b)：精密度較高、準(zhǔn)確度較差；,圖(c)：精密度和準(zhǔn)確度都高。 即精確度(精度)高,14,（1）通過實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)定或校驗(yàn)，得到上下行測試數(shù)據(jù)。,（2）根據(jù)測試數(shù)據(jù)，計(jì)算γmax和hmax 。,15,國家規(guī)定了精度等級(jí)系列，應(yīng)按等級(jí)規(guī)定系列來確定。,（3）精度的確定方法：根據(jù)γmax和hmax及國家規(guī)定的精度等級(jí)。,q允去掉?和％號(hào)，其數(shù)值即精度（須考慮精度等級(jí)）。,γ允——儀表出廠時(shí)所規(guī)定的誤差的最大允許值； γmax、 hmax——儀表本身實(shí)際最大引用誤差、變差。,1、1.5、(1.6)、2、2.5、(3)、4、5 ×10n n 等于-1、-2 、 0等整數(shù)，n -5,16,例1-4: 出廠前對(duì)某壓力表進(jìn)行標(biāo)定，測試數(shù)據(jù)如下，試確定它的精度等級(jí)。,0.8,0.7,1.0,儀表精度在國家規(guī)定的精度等級(jí)中，選擇允許誤差應(yīng) 大于或等于儀表的最大引用誤差和最大回差的數(shù)值。,γ允≥γmax,γ允≥hmax,假如精度在國家規(guī)定的精度等級(jí)找不到,怎么辦? 往低靠(數(shù)值大),0.005；0.02；0.05；0.1； 0.2；0.25；0.4；0.5；1.0 ；1.5；2.5,17,某儀表廠生產(chǎn)測溫范圍200～700℃、精度1.0級(jí)的溫度儀表，校驗(yàn)時(shí)得到最大絕對(duì)誤差為±4℃，最大 為6℃，試確定是否合格。,例1-5:,解：該表最大引用誤差為：,故該表不合格。,18,（七）重復(fù)性,（六）靈敏度：,測量儀表對(duì)被測量變化的反應(yīng)能力。,返 回,下一頁,上一頁,儀表的其它性能指標(biāo),19,（八）分辨力:,能有效辨別的最小視值差。,儀表在最小量程上，最末一位數(shù)字改變一個(gè)字所表示的物理量值。,模擬儀表：最小刻度分格值的一半（最小分格值不得小 于最大允許絕對(duì)誤差）。,例：四位數(shù)字式電壓表，若最低量程時(shí)滿度值為2V，則該數(shù)字式電壓表分辨力為多少？,1mV,數(shù)字儀表能穩(wěn)定顯示的位數(shù)越多，則分辨力就越高。,數(shù)字儀表：最小有效數(shù)字變化1個(gè)字時(shí)所代表的量值 。,0.1kPa,20,（九）死區(qū)：,又稱不靈敏區(qū)，在測量范圍的起點(diǎn)，輸入量的變化不致引起儀表輸出可察覺變化的輸入變化的有限區(qū)間。,以輸入量程的百分?jǐn)?shù)表示。,（十） 響應(yīng)特性及響應(yīng)時(shí)間,21,誤差分類：,系統(tǒng)誤差: 儀表零點(diǎn)誤差、測量條件變化、設(shè)備內(nèi)部變化。 找出原因,可對(duì)結(jié)果修正加以消除。有方向性,隨機(jī)誤差: 由于外界隨機(jī)干擾的影響，符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 增加測量次數(shù)取其平均值, 可減小。無方向性,粗大誤差: 由操作人員的疏忽大意、故意或儀器故障等造成，結(jié)果無意義。需盡量避免、剔除。,第四節(jié) 隨機(jī)誤差的處理 —測量不確定度表示,22,采用前面介紹的測量儀表進(jìn)行實(shí)際工藝參數(shù)測量時(shí)，通常是單次測量作為測量結(jié)果，其測量誤差(絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差)通常用儀表的最大允許誤差（精度）得到：,儀表精度等級(jí)、L,γmax、 hmax,每個(gè)點(diǎn)的 Δy 、δ,但是對(duì)于很多實(shí)驗(yàn)測試、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)表的測量結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，通常需要進(jìn)行多次測量，對(duì)于多次測量如何確定測量結(jié)果，這個(gè)測量結(jié)果的可信度如何？,例：一支溫度計(jì)對(duì)某一溫度進(jìn)行一次測量，其結(jié)果可以表示為：37.2℃±0.5℃,第四節(jié) 隨機(jī)誤差的處理 --測量不確定度表示,23,對(duì)被測量X，在重復(fù)條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行n次(有限次)獨(dú)立重復(fù)觀測，觀測值為xi(i=1,2,…,n) 。其測量“真值”的如何估計(jì)?,② 這個(gè)測量“真值”可信度(質(zhì)量）如何評(píng)價(jià)？,測量不確定度定義：“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。意味著對(duì)測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度（可信度），是定量說明測量結(jié)果的質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)：,① 測量“真值”的如何估計(jì)?,這里需要解決兩個(gè)問題：,24,如何理解測量不確定度？,測量不確定度是“說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度”。 也就是說，測量不確定度需要用兩個(gè)數(shù)來表示： （1）測量不確定度的大小，即置信區(qū)間的半寬度； （2）置信水準(zhǔn)（或稱置信概率），表明測量結(jié)果落在該區(qū)間有多大把握。,例：一支標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)同一溫度進(jìn)行多次測量，其結(jié)果可以表示為：37.2℃±0.05℃，置信概率為99％,最佳估計(jì)值,置信區(qū)間,置信水準(zhǔn),25,理想情況：,隨機(jī)變量x的取值,概率p=99.73%,概率p=95.45%,概率p=68.27%,從概率統(tǒng)計(jì)的角度：,對(duì)被測量X，在重復(fù)條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)觀測，觀測值為xi(i=1,2,…,n) 。,（1）測量值的估算：數(shù)學(xué)期望等于被測量的真值L（最佳估計(jì)），即,（2）標(biāo)準(zhǔn)不確定度用標(biāo)準(zhǔn)偏差來估算， 表示分散范圍（區(qū)間）：,但是實(shí)際測量中，n是有限次測量,26,測量不確定度的分類,A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度 測量不確定度 擴(kuò)展不確定度 U=ku（k=2~3）,,,,小寫英文字母 u(斜體)表示,大寫英文字母U(斜體)表示,直接測量,間接測量,擴(kuò)展置信區(qū)間、包含置信概率,以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,27,（一）標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評(píng)定,對(duì)被測量X，在重復(fù)條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行n次有限獨(dú)立重復(fù)觀測，觀測值為xi(i=1,2,…,n) 。,采用單次測量的實(shí)驗(yàn)（樣本）標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測量不確定度（標(biāo)準(zhǔn)不確定度），由貝塞爾公式得到:,1、單次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差,——n次測量結(jié)果的算術(shù)平均值；,——?dú)埐睢?u反映的是測量結(jié)果的分散程度,——自由度?,?＝n－1,28,采用算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)（樣本）標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測量不確定度（標(biāo)準(zhǔn)不確定度）:,2、樣本平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差,通常以獨(dú)立觀測列的算術(shù)平均值(樣本)作為測量結(jié)果的最佳估計(jì)值：,(1? m?=n),觀測次數(shù)n充分多，才能使A類不確定度評(píng)定可靠，一般認(rèn)為n應(yīng)大于5。,29,,,,,,,,,,,,,30,定義：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和資料及假定的概率分布（先驗(yàn)概率分布）來估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，也就是說其原始數(shù)據(jù)并非完全來自觀測列（實(shí)驗(yàn)得到）的數(shù)據(jù)處理，而是基于以往數(shù)據(jù)或其他信息來估計(jì)，含有主觀鑒別的成分。,（二）標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類評(píng)定,當(dāng)測量值不是由重復(fù)測量得來時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度只能根據(jù)涉及影響量變化的全部信息來評(píng)定.B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度信息： ● 以往的測量數(shù)據(jù) ● 對(duì)有關(guān)材料和機(jī)器性質(zhì)的了解和知識(shí) ● 制造商的規(guī)格 ● 校準(zhǔn)證書提供的數(shù)據(jù) ● 來自手冊(cè)或某些資料的參考數(shù)據(jù)及其不確定度 基于 ①科學(xué)判斷（專家經(jīng)驗(yàn)判斷） ②信息往往也是由統(tǒng)計(jì)方法得來,31,（1）在缺乏任何其他信息的情況下，一般估計(jì)為均勻分布(矩形分布)是比較合理的。 （2）如果已知被測量Xi的可能值出現(xiàn)在a－至? a＋范圍中心附近的概率，大于接近區(qū)間的邊界時(shí)，則最好估計(jì)為三角分布。,32,（三）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定,實(shí)際測量中，許多量不能直接測量，或直接測量難以保證精度，需采用間接測量。 ●例:面積測量M=L×W ●間接測量中需考慮各被測量的關(guān)系。,設(shè)間接測量量y的一般函數(shù)形式為： y=f（x1 ,x2 ,x3 …….xn） 式中，x 為直接測量量。則y的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：,當(dāng)測量結(jié)果由若干個(gè)其它測量的值求得時(shí)，測量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于這些量的方差和或者協(xié)方差加權(quán)和的正平方根。,33,（三）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定,例2：已知長方形面積的長與寬的測量結(jié)果如下： L：3.5, 3.4, 3.3… cm W：6.3, 6.5, 6.5… cm 求面積 步驟1：建立數(shù)學(xué)模型 面積 A=L×W 步驟2：確定輸入量L、W的最佳估計(jì)值,步驟4：計(jì)算測量結(jié)果 步驟5：計(jì)算合成不確定度,步驟3：確定輸入量L、W的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度,34,（四）擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)乘覆蓋因子k ，使不確定度范圍得到擴(kuò)展。,k值一般取2～3,U = k uc(y),K:包含因子，對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度所乘之?dāng)?shù)字因子。包含因子的取值決定了擴(kuò)展不確定度的置信水平。,擴(kuò)展了置信區(qū)間、包含置信概率,概率p=99.73%,概率p=95.45%,概率p=68.27%,35,計(jì)算擴(kuò)展不確定度,,,,,量化B類不確定度,,,,列 表 說 明,,量化A類不確定度,計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,,,報(bào)告測量結(jié)果及不確定度,說明被測量，建立數(shù)學(xué)模型，確定被測量Y與輸入量X1，X2……Xn的關(guān)系,,識(shí)別測量不確定度的來源,量化標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量,不確定度評(píng)定一般程序,36,不確定度評(píng)定的一般程序如下： 步驟1、建立數(shù)學(xué)模型 y=f（x1 ,x2 ,x3 …….xn） 步驟2、決定變量xi（輸入量）的最佳估計(jì)值 步驟3、識(shí)別不確定度的來源及評(píng)估每個(gè)輸入量的標(biāo)準(zhǔn)的 不確定度 ●分析不確定度來源，設(shè)備/人員/環(huán)境/方法及被測 對(duì)象 ●按照A類評(píng)估方法或B類評(píng)估方法來，計(jì)算xi的標(biāo)準(zhǔn) 不確定度,（五）不確定度評(píng)定的一般程序,37,步驟5：計(jì)算測量的結(jié)果 從測量量X的最佳估計(jì)值得到Y(jié)的最值估計(jì)值 步驟6：確定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,步驟7：評(píng)估擴(kuò)展不確定度 步驟8：結(jié)果報(bào)告 并說明所采用置信水平P以及包含因子K。,38,例：用游標(biāo)卡尺測直徑，重復(fù)測量九次，數(shù)據(jù)見表1，求測量結(jié)果（P＝95％）,39,解:① 計(jì)算 ②計(jì)算s,40,③計(jì)算 的標(biāo)準(zhǔn)差 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ④計(jì)算 的擴(kuò)展不確定度 以自由度 ，置信概率P＝95％，查t分布表（見附表）得k＝2.31 ⑤測量結(jié)果報(bào)告 測量結(jié)果為5.3±0.1cm，P＝0.95%,41,原因：由于實(shí)驗(yàn)人員在讀取或記錄數(shù)據(jù)時(shí)疏忽大意，或者由于不能正確地使用儀表、測量方案錯(cuò)誤以及測量儀表受干擾或失控等原因，造成測量誤差明顯地超出正常測量條件下的預(yù)期范圍。如果這些異常值確實(shí)是壞值，應(yīng)該剔除，否則測量結(jié)果會(huì)被嚴(yán)重歪曲 。,第五節(jié) 粗大誤差的處理,如何判別和剔除壞值？,42,1．拉依達(dá)準(zhǔn)則 小概率事件,,,當(dāng)k =3時(shí)，置信概率為P = 99.73%，而正常測量值落于區(qū)間 之外的概率，即“超差概率”α僅為0.27%（α = 1- P），非常小。如果某個(gè)測量值落在這個(gè)區(qū)間之外，說明這個(gè)值是壞值。,拉依達(dá)準(zhǔn)則:重復(fù)測量n次數(shù)較大（n25）, 測量誤差符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。,① 計(jì)算殘差,② 按貝塞爾公式計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,③如果某個(gè)測得值xi的殘差υi，滿足下式,則認(rèn)為該測得值xi 是含有粗差的壞值，應(yīng)剔除。 并重新計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，再進(jìn)行檢驗(yàn)，直到判定無粗大誤差為止。,概率p=99.73%,43,2．格魯布斯(Grubbs)準(zhǔn)則,值得注意的是一般實(shí)際工程中等精度測量次數(shù)n大都較小，測量誤差分布往往和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布相差較大，小樣本為t分布，因此須采用格魯布斯準(zhǔn)則：,如果某個(gè)測得值xi的殘差υi，滿足下式,則認(rèn)為該測得值xi 是含有粗差的壞值，應(yīng)剔除。 并重新計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，再進(jìn)行檢驗(yàn)，直到判定無粗大誤差為止。,44,為保證和提高測量精度，需要研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差，進(jìn)而設(shè)法校正和消除系統(tǒng)誤差。,第六節(jié) 系統(tǒng)誤差的處理,45,,系統(tǒng)誤差的常見變化規(guī)律,（1）恒定的系統(tǒng)誤差,儀表的零點(diǎn)沒有校正好,（2）線性變化的系統(tǒng)誤差,（3）周期性變化的系統(tǒng)誤差,（4）變化規(guī)律更復(fù)雜的系統(tǒng)誤差,1 系統(tǒng)誤差的常見變化規(guī)律,系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是其具有固定的規(guī)律性，造成系統(tǒng)誤差的根源一般可通過實(shí)驗(yàn)、分析予以確定和消除。,46,2 恒值系統(tǒng)誤差的判定 (1) 實(shí)驗(yàn)比對(duì)法 用更高精度的標(biāo)準(zhǔn)儀器對(duì)其進(jìn)行檢定，若測量值與標(biāo)淮值的差值大小均穩(wěn)定不變，即可判定該儀器含恒值系統(tǒng)誤差，該差值即可作為此檢測儀器在該示值點(diǎn)的系統(tǒng)誤差值。 其相反數(shù)，即為此測量點(diǎn)的修正值。,(2) 理論分析法 對(duì)一些因檢測原理、設(shè)計(jì)、制造工藝方面存在某種不足而產(chǎn)生的恒值系統(tǒng)誤差，可通過理論分析與計(jì)算來加以判別、修正。,47,(1) 馬利科夫準(zhǔn)則—確定線性系統(tǒng)誤差 馬利科夫準(zhǔn)則適用于發(fā)現(xiàn)和確定線性系統(tǒng)誤差。將在同一條件下順序重復(fù)測量得到的一組測量值x1，x2，…、xn 順序排列，并求出它們相應(yīng)的殘差v1，v2，…、vn。 將這些殘差序列以中間值vk為界分為前后兩組，分別求和，然后把兩組殘差和相減，即,,如果D不顯著為零，則測量中含有線性規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差,3 變值系統(tǒng)誤差的判定,48,(2) 阿貝—赫梅特準(zhǔn)則—周期性系統(tǒng)誤差 阿貝—赫梅特準(zhǔn)則適用于發(fā)現(xiàn)和確定周期性系統(tǒng)誤差。將在同一條件下順序重復(fù)測量得到的一組測量值x1，x2，…、xn 順序排列，并求出它們相應(yīng)的殘差v1，v2，…、vn。然后計(jì)算下式,,如果,成立,確定存在周期性系統(tǒng)誤差,49,本 章 小 結(jié),1.儀表的兩個(gè)主要性能指標(biāo)：測量范圍/量程、精度,給定一個(gè)儀表：其測量范圍、精度已定，可從表殼或銘牌上找到。,儀表精度等級(jí)、L,γmax、 hmax,給出的是儀表在整個(gè)測量范圍內(nèi)的性能。,每個(gè)點(diǎn)的 Δy 、δ,50,y， y０ → Δy,y，y０→ δ,Δy，L→ γ、 δ,Δymax，L→ γmax,?x正 - x反?，L → h,?x正 - x反?max ，L → h max,確定精度等級(jí)方法：,2. 通過實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)定，確定儀表精度。,（1）通過實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)定/校驗(yàn)，得到測試數(shù)據(jù)。,（2）根據(jù)測試數(shù)據(jù)，計(jì)算γmax和hmax 。,計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的 Δy 、h,計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的 Δy max 、hmax,（3）精度的確定方法：根據(jù)qmax和hmax及國家規(guī)定的精度等級(jí)。,51,本 章 小 結(jié),4. 相同精度等級(jí)儀表，量程越大，則允許絕對(duì)誤差越大。,3.對(duì)于用戶，關(guān)心的是實(shí)際測量點(diǎn)的誤差：絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差,5. 同一儀表，每一點(diǎn)允許絕對(duì)誤差相同，則測量值越小，允許相對(duì)誤差越大。,通常對(duì)于同類儀表，,所以，相同精度下，量程越大，絕對(duì)誤差越大,52,