《误差理论与数据处理》教学大纲(本科)

《误差理论与数据处理》教学大纲注：课程类别是指公共基础
课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。

（一）课程地位
测量是人们认识客观世界的重要手段，没有测量就没有科学。

而在测量实验结果中存在误差的必然性与普遍性，影响测量结果的可靠性，甚至使其失去科学价值与实用意义。

为减小和控制测量误差对结果的影响，掌握误差理论知识、认识各种误差性质、分析误差因素及其产生的原因、减小和控制误差及对测量最终结果的评定，是非常必要的。

特别是在当今信息技术时代，任何科学实验和工程实践所获得的大量数据信息，必须经过合理的数据处理并给出科学的评价，才能发挥实际价值。

《误差理论与数据处理》课程是我校特色课程，是测控技术、计量管理、质量管理、产品检测与分析、标准化、质量工程等专业的必修课，也是从事计量技术和质量监督、检验检疫的一门基础课。

通过本课程的学习，使学生掌握误差理论与数据处理基本理论方法，对测量误差的性质和规律有比较深刻的认识，具有分析误差和消除系统误差，提高测量结果准确度的能力；在实际的测量中，能合理选择仪器、设计方案、正确评价测量结果；具有正确的阅读各种测量报告，运用测量不确定度的知识为计量检定或校准出具报告的能力；了解实验室认可和计量认证体系。

（二）课程目标通过本课程的教学，实现以下目标：
1,使学生掌握计量和测量的基本概念、发展历史、类型和作用；
2,使学生了解误差产生的根源，掌握误差的基本概念、误差的分类、不同误差的性质和处理方法；
3.使学生掌握不同测量类型中误差的传递、合成、分配等问题，培养学生在复杂测量中涉及最佳测量方案的能力；
4.使学生掌握以误差分析为前提，对测量结果的质量进行评价的方法，学会设计和改进测量过程以提高测量结果的质量。

二、课程目标达成的途径与方法本课程以课堂教学为主，结合课堂练习、课外作业、课
堂讨论等方式开展教学。

课堂教学：本课程课堂教学以“理论解析+例题”的形式，结合教材《误差理论与数据处理》, 对理论部分进行讲解，然后辅助例题进行夯实，并且在课堂以回答问题、例题答案分享、学生打分等方式强调学生对课堂教学的反馈；
课堂练习：本课程至少布置4次课堂练习，全部批改，通过课堂练习了解学生的学习情况, 对共同的问
题在课堂上进行反馈；
以“问题”为导向的学生参与，在课堂教学中，针对困难的“问题”（如用计算机计算标准差的步骤和方法），以任务的方式分配给学生，让学生自主解决并在课堂讲解，增加学生的参与积极性。

三、课程主要内容与基本要求第一章绪论
主要内容：计量、测量的基本概念，测量的分类，误差的基本概念，误差的分类，测量结果的评价指标，有效数字与数据运算。

基本要求：了解计量、测量的基本概念，了解研究误差的意义，掌握误差的基本概念，理解误差的分类及各种误差的性质，理解准确度的概念，理解测量不确定度的概念，掌握有效数字与数据运算原理和方法。

第二章测量数据的处理主要内容：随机误差，系统误差，粗大误差
基本要求：理解随机误差、系统误差、粗大误差的性质及概念，掌握系统误差的发现和消除方法，掌握粗大误差的判断方法。

第三章直接测量误差分析主要内容：直接测量，误差分析，测量结果的评价
基本要求：了解直接测量的概念，掌握服从正态分布随机误差的性质，了解随机误差的其他分布形式，掌握存在随机误差条件下测量结果的两种评定方法：标准差和极限误差，熟练掌握标准差的计算方法，理解不等精度的概念及权的概念，掌握不等精度测量中测量结果的数据处理方法。

第四章间接测量误差分析
主要内容：函数误差，随机误差的传播，间接测量不确定评定，误差分配，微小误差取舍准则，最佳测量方案的确定。

基本要求：了解间接测量及函数误差的概念，掌握随机误差的传播，间接测量不确定评定, 了解极限误差的合成，理解误差的分配原理，理解微小误差的取舍方法，掌握最佳测量方案确定的方法和原则。

第五章不测量确定度
主要内容：测量不确定度的合成公式，标准不确定度的评定方法，扩展不确定度，不确定度报告，测量不确定度评定实例。

基本要求：掌握标准不确定度的A、B两类评定方法，掌握测量不确定度的合成方法；理解自由度的概念，掌握不确定度评定中自由的计算方法；掌握扩展不确定度的评定方法，熟练掌握不确定度报告的表示方法；理解实际测量中不确定度评定的步骤和思路。

第六章组合测量误差分析主要内容：最小二乘法原理，正规方程，精度估计，组合测量的最小二乘法处理。

基本要求：了解组合测量的概念，了解线性参数的最小二乘法处理原理；掌握正规方程的解法，掌握解的精度估计；掌握组合测量的最小二乘法处理。

第七章线形回归
主要内容：一元线性回归方程，方差分析，显著性检验。

基本要求：了解数据拟合的基本概念及作用，掌握一元线性回归方程及其求解方法，掌握回归方程的方差分析及显著性检验，了解多元线性回归方程。

四、课程学时安排
（一）推荐教材：
误差理论与数据处理，费业泰，机械工业出版社，2015.5,第7版（二）主要参考书：宋明顺编著：《测量不确定度评定与数据处理》，中国计量出版社，2000。