仪表误差和不确定度讲义.ppt

关于仪表误差和不确定度讲义第1页，课件共25页，创作于2023年2月一、术语及其定义测量：以确定量值为目的的一组操作。测量误差：测量结果减去被测量的真值。随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差。一、测量误差第2页，课件共25页，创作于2023年2月随机误差=误差-系统误差因此，在重复性的测量条件下，每次测量的误差大小和符号在一定范围内出现是随机的没有规律的，但随机误差在总体上符合统计规律——正态分布。从上面可以看出，如果我们要得到准确的测量误差，必须要满足下列条件：在重复性条件下，对同一被测量的测量次数应为无限多次，才能得到随机误差。必须要知道被测量的真值，才能得到真正的系统误差。但事实上，上述两个条件是根本无法满足的。一、测量误差第3页，课件共25页，创作于2023年2月约定真值：对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。注:1、约定真值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或参考值。2、常常用某量的多次测量结果来确定约定真值。3、另外，在误差定义的注解中同时还指出：“由于真值不能确定，实际上用的是约定真值。一、测量误差第4页，课件共25页，创作于2023年2月二、测量误差的类型分辨力（Discrimination）指示装置可以有效辨别所指示的紧密相邻量值能力的定量表示。1、分辨力的要求：最小测量单位/容差≤10%2、影响分辨力的因素：※传感器的灵敏度※读出装置的最小显示单位一、测量误差第5页，课件共25页，创作于2023年2月偏倚（Bias)：测量的观测平均值和基准值之间的差异。一、测量误差第6页，课件共25页，创作于2023年2月重复性(Repeatability)在相同测量条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的一致性。一、测量误差第7页，课件共25页，创作于2023年2月1、重复性条件包括：相同的测量程序相同的观测者在相同的条件下使用相同数量的测量仪器相同地点在短时间内重复测量2、重复性可以用测量结果的分散性定量地表示，即在重复性条件下，重复观测结果的实验标准差（称为重复性标准差）Sr定量地给出。一、测量误差第8页，课件共25页，创作于2023年2月再现性(reproducibility)：在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。一、测量误差第9页，课件共25页，创作于2023年2月1、在给出再现性时应有效说明改变条件的详细情况。2、可改变的条件包括：※测量原理 ※测量方法※观测者 ※测量仪器※地点 ※使用条件※时间一、测量误差第10页，课件共25页，创作于2023年2月稳定性(Stability):测量系统在某持续时间内测量单一零件单一特性时测量值的总变差。一、测量误差第11页，课件共25页，创作于2023年2月线性（Linearity）量具在预期工作范围内偏倚值的差值。线性度（%Linearity）在预期工作范围内线性误差的变化率。在测量范围内误差分布的规律y=aX+by—测量系统偏倚量x—测量范围内的基准值变量一、测量误差第12页，课件共25页，创作于2023年2月小结：1、系统性误差：偏倚、线性、稳定性2、随机性误差：重复性、再现性、GRR实际工作中测量是一个系统的过程，它包括测量方法、环境、设备、被测物特征、测量人员等要素。因此，我们看一个测量结果的质量如何，不能只看误差的大小，还要和得到这个误差所需要的所有条件相联系。测量不确定度的概念就是在这种背景下产生的。一、测量误差第13页，课件共25页，创作于2023年2月不确定度：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。标准不确定度：以标准差（σ）表示的测量不确定度，称为标准不确定度。合成标准不确定度：当测量结果是由若干个其他量