机械测试测量的基础知识培训教材（PPT 38页).ppt

测量、计量、测试; 一、 测量 1）测量的定义 为确定被测对象的量值而进行的实验过程称为测量。 2）测量的最基本形式 比较——将待测的未知量和予定的标准作比较。 3）量值 由测量所得到的被测对象的量值表示为数值和计量单位的乘积。 4）测量的方法 直接测量和间接测量。;二、直接测量 1、定义：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量。 2、分类：可分为两种：直接比较和间接比较。;直接比较 1）定义：直接把被测物理量和标准作比 较的测量方法称为直接比较。 2）举例 ⊙天平测物体质量 ⊙用米尺测量物体长度 ⊙测量导体的电阻 ;间接比较 1）定义 利用仪器仪表——统称之为测量系统——把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接受的形式，在测量系统的输出端显示出来。 2）举例 ⊙水银温度计测体温 ⊙弹簧测物体的重量;三 间接测量 1）定义： 间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的 函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。 2）特点 被测物理量不能用现有仪表直接测量得到，需 通过数学关系计算得到。 如：在y=f(x1, x2, x3) 中，欲测量y, 首先测量 x1, x2, x3, 才能得到;五、要使测量具有普遍科学意义的条件 1、作比较的标准必须是精确已知的，得到公认的； 2、进行比较的测量系统必须工作稳定，经得起检验 ;主要内容：;一、测量误差的基本概念;2 误差的表示方法 x——测量值 x0——真实值 A——高一精度等级的测量仪器的测量值 绝对误差=测量值-真值 ;实际相对误差 ;3 误差的来源;4 误差的分类;2、系统误差： 误差的大小和正负在测量过程中恒定不变或按一定规律变化的误差。 已定系差：固定不变。 未定系差：线性变化，周期变化，复杂规律变化。 由于系差数值恒定或有一定规律，可通过实验的方法找出，并且予以消除或加以修正。 修正值= - 误差值 ;5 测量精度 精度：泛指测量结果的可信程度。测量结果与真值的吻合程度，与误差相对的概念。精度? ? 误差? 1）精密度：重复测量时，测量结果的分散性 表示测量结果中随机误差的大小的程度。 2）正确度： 表示测量结果中系统误差的大小的程度。 3）准确度（精确度）：测量结果与真值的一致程度。综合反映系统误差与随机误差大小 的程度。 4）不确定度：对被测量值不能肯定的误差范围的一种评定;不精密（随机误差大） 准确（系统误差小）;1.2 随机误差的理论 ;1.单峰值： 时, 小误差比大误差出现的概率大。 2.对称性： 绝对值相等的正负误差出现的机会相等。 3.有界性：δ在[-∞，+∞]实际上误差落在[-3σ,+3σ]区间的概率为p=99.97％。 ±3σ为单次误差出现的界限。（粗大误差界限） 4.抵偿性： ;二、 标准偏差及计算 1 定义： 总体标准偏差： σ越小，分布曲线越陡，小误差出现的概率越大。;2.计算方法： 由于真值未知，绝对误差不可求， 用残差v 代替： （残差的性质： =最小； ） 样本标准偏差： 3.算术平均值的均方差（样本平均值的标准偏差的估计值） ;三、 测量结果表示法 测量值 例： ;解：;四、异常数据的剔除（拉依达（3σ）准则）;例： ;1.3 间接测量误差的传递 ;一、误差传递的一般表达式 设各直接测量参数为x1，x2，…，xm，间接测量参数为y， 则， 二、用标准差表示的传递公式 ;例： 欲测圆柱体体积V，直接测量直径D和高度H各5次。 求其置信度为99.97%时体积的误差表达式;解：① =10， =100 ② ， ③ 所以：V=7854±3×136.02 （置信度为99.97%时，置信系数C=3）。 ;作业： 用电压表对某一电压测量10次，设已消除系统误差及粗大误差，测得数据及有关计算值如下表，试给出最终测量结果表达式。;三 用相对误差表示的误差传递公式;四 误差传递公式在基本运算中的举例;2 积商关系;例：求35.1×87.4÷2.37的最大相对误差与绝对误差，设各数在第三位数上可以有一个单位的误差 ;五 误差传递公式在间接测量中的应用 1、已知各