5、检测精度 -检测系统的基本内容 不同场合-检测精度要求不同 例:服装裁剪(身长/胸围)半厘米;发动机活塞直径微米级 精度高-…系统复杂造价高 按误差原因: ①正确度:表征测量结果接近真值的程度 系统误差大小的反映 ② 精密度:反映测量结果的分散程度(针对重复测量而言) 表示随机误差的大小 ③准确度:表征测量结果与真值之间的一致程度 ~系统误差和随机误差的综合反映 例: 坐标原点真值点的位置 等 点多次测量结果 (a) (b) (c) 图2一8准确度与精密度
5、检测精度 --- 检测系统的基本内容 不同场合--- 检测精度要求不同 例:服装裁剪(身长/胸围)---半厘米;发动机活塞直径--- 微米级 精度高--- 系统复杂--- 造价高 --- 系统误差大小的反映 坐标原点--- 真值点的位置 按误差原因: 点 --- 多次测量结果 ① 正确度:表征测量结果接近真值的程度 ② 精密度:反映测量结果的分散程度(针对重复测量而言) --- 表示随机误差的大小 ③ 准确度:表征测量结果与真值之间的一致程度 --- 系统误差和随机误差的综合反映 例:
6、确定测量误差的方法 与被测对象有关的专业知识-物理过程、数学手段 1)逐项分析法 对测量中可能产生的误差进行分析、逐项计算出其值,并对其中主要 项目按照误差性质的不同,用不同的方法综合成总的测量误差极限 反映出各种误差成分在总误差中所占的比重 ·产生误差的主要原因-减小误差应主要采取的措施 最严重情况~结果和实际差别-误差极限偏大 适用:①拟定测量方案 ②研究新的测量方法、设计新的测量装置和系统 2)实验统计法 应用数理统计的方法对在实际条件下所获得的测量数据进行分析 处理,确定其最可靠的测量结果和估算其测量误差的极限 利用实际测量数据估算~反映各种因素的实际综合作用 适用:①一般测量 ②对测量方法和测量仪器的实际精度进行估算和校验 综合使用,互相补充、相互验证
6、确定测量误差的方法 1)逐项分析法 与被测对象有关的专业知识--- 物理过程、数学手段 对测量中可能产生的误差进行分析、逐项计算出其值,并对其中主要 项目按照误差性质的不同,用不同的方法综合成总的测量误差极限 最严重情况--- 结果和实际差别--- 误差极限偏大 2)实验统计法 综合使用,互相补充、相互验证 利用实际测量数据估算--- 反映各种因素的实际综合作用 反映出各种误差成分在总误差中所占的比重 --- 产生误差的主要原因--- 减小误差应主要采取的措施 应用数理统计的方法对在实际条件下所获得的测量数据进行分析 处理,确定其最可靠的测量结果和估算其测量误差的极限 适用:① 一般测量 适用:① 拟定测量方案 ② 研究新的测量方法、设计新的测量装置和系统 ② 对测量方法和测量仪器的实际精度进行估算和校验
二、数据处理的一般方法 数据处理被测量的估计值可信程度(评定) 1、系统误差的消除 ①找出规律-修正值 ②测量方法--避免出现系统误差 1)分析系统误差产生的原因 防止系统误差出现的最基本办法 测量前对可能产生的误差因素进行分析,采取相应措施 2)引入修正值进行校正 已出现的系统误差 理论分析/传门的实验研究-~系统误差的具体数值和变化规律 确定修正值(温度、湿度、频率修正等) -修正表格、修正曲线、修正公式~按规律校正 3)检测方法上消除或减小 实际测量中,采取有效的测量方法 现有仪器设备取得更好的效果(提高测量准确度)
1、系统误差的消除 ② 测量方法--- 避免出现系统误差 --- 防止系统误差出现的最基本办法 数据处理--- 被测量的估计值--- 可信程度(评定) ① 找出规律--- 修正值 2)引入修正值进行校正 3)检测方法上消除或减小 --- 现有仪器设备取得更好的效果(提高测量准确度) 1)分析系统误差产生的原因 二、数据处理的一般方法 --- 已出现的系统误差 理论分析/专门的实验研究--- 系统误差的具体数值和变化规律 --- 确定修正值(温度、湿度、频率修正等) 测量前--- 对可能产生的误差因素进行分析,采取相应措施 --- 修正表格、修正曲线、修正公式--- 按规律校正 --- 实际测量中,采取有效的测量方法
①换位法/替代法 引起系统误差的条件(如被测量的位置)相互交换-其他条件不变 一产生系统误差的因素对测量结果起相反的作用-抵消 已知量替换被测量 例:等臂天平称重~左右两臂长的微小差别-恒值系统误差 被测物-X;平衡物-T;砝码--P a)X与P左右交换-两次测量 11 1 的平均值消除系统误差 b)T与X平衡 P与T平衡 P 1 回回 L TL 换位/替代法 测量结果 ②抵消法--异号相消法 改变测量条件(如方向)两次测量结果的误差符号相反 平均值消除带有间隙特性的定值系统误差 例:千分尺-空行程(刻度变化,量杆不动)系统误差 正反两个方向对准标志线不含系统误差一4,空程引起误差一6 顺时针:d=a+s逆时针-d =a-&一→正确值-a=(d+d)/2
② 抵消法 例:等臂天平称重--- 左右两臂长的微小差别--- 恒值系统误差 引起系统误差的条件(如被测量的位置)相互交换 --- 其他条件不变 ① 换位法/替代法 --- 产生系统误差的因素对测量结果起相反的作用--- 抵消 a)X与P左右交换--- 两次测量 的平均值--- 消除系统误差 被测物---X;平衡物--- T;砝码--- P 改变测量条件(如方向)---两次测量结果的误差符号相反 --- 平均值消除带有间隙特性的定值系统误差 例:千分尺--- 空行程(刻度变化,量杆不动)---系统误差 --- 异号相消法 b)T与X 平衡 T L L X 1 2 = T L L P 1 2 = 测量结果 P与T平衡 已知量替换被测量 正反两个方向对准标志线 d = a + d = a − ' ( )/ 2 ' 顺时针--- 逆时针--- 正确值--- a = d + d 换位/替代法 不含系统误差-a,空程引起误差-
③差动法 被测量x对△比,传感器 被测量对传感器起差动作用 干扰因素起相同作用 输出 一被测量的作用相加 干扰量e+△e 干扰的作用相减 传感器2 x-Ax 作用:抑制干扰 提高灵敏度和线性度 图1-11 差分结构 ④比值补偿法 利用比值补偿原理一影响因素在输出计算式的分子、分母上同时出现 -约消 例:比色高温计--消除辐射率变化的影响 ⑤半周期偶数观测法系统误差随某因素成周期性变化 测量-变化周期 两次测量所得的周期系统误差数值相等、正负相反,取平均值 自动检测--检测的时间间隔为⅓周期(克服随时间周期变化因素的影响) 综合:传感器信号转换-选频放大器、滤波器、滤色片-一截断/删除无用 频带(只让有用信号频带通过)-一减轻校正、补偿难度 有影响的因素定值较窄范围…系差稳定一修正值 措施-·恒温、稳压或稳频
③ 差动法 被测量对传感器起差动作用 干扰因素起相同作用 --- 被测量的作用相加 --- 干扰的作用相减 抑制干扰 提高灵敏度和线性度 作用: ④ 比值补偿法 利用比值补偿原理--- 影响因素在输出计算式的分子、分母上同时出现 --- 约消 例:比色高温计--- 消除辐射率变化的影响 ⑤ 半周期偶数观测法 --- 系统误差随某因素成周期性变化 综合: 两次测量所得的周期系统误差--- 数值相等、正负相反--- 取平均值 自动检测--- 检测的时间间隔为½周期(克服随时间周期变化因素的影响) 有影响的因素--- 定值/较窄范围--- 系差稳定--- 修正值 测量 --- ½变化周期 传感器信号转换--- 选频放大器、滤波器、滤色片--- 截断/删除无用 频带(只让有用信号频带通过)--- 减轻校正、补偿难度 措施 --- 恒温、稳压或稳频