误差定义
误差理论
当数字末端的0不作为不效数 字时,要改写成用10n来表示
• 例:24600保留三位有效数字,应表 示为: • 2.46×104
• 分析化学中还经常遇到PH,logK等对 分析化学中还经常遇到PH,logK等对 PH 数值, 数值,其有效数字的位数取决于小数部 分数字的位数, 分数字的位数,因整数部分中说明该数 的方次。 PH值为12.68, 值为12.68 的方次。如PH值为12.68,即 [H+]=2.1× M,有效数字是两位 有效数字是两位, [H+]=2.1×10-13M,有效数字是两位, 而不是四位。 而不是四位。
误差和偏差
• 由于“真实值”无法准知道,因 由于“真实值”无法准确知道, 此无法计算误差。在实际工作中, 此无法计算误差。在实际工作中, 通常是计算偏差( 平均值代替真 通常是计算偏差(用平均值代替真 实值计算误差,其结果是偏差) 实值计算误差,其结果是偏差)
四、精密度和偏差
• 1.精密度 精密度是指在相同条件下多次测定 1.精密度 结果之间相互接近的程度。( 。(精密度用偏差表 结果之间相互接近的程度。(精密度用偏差表 示) • 2.偏差 系指测得的结果与平均值之差。 2.偏差 系指测得的结果与平均值之差。 • 偏差越小,说明分析结果的精密度越高。所以 偏差越小,说明分析结果的精密度越高。 偏差的大小是衡量分析结果的精密度高低的尺 偏差常用绝对偏差 相对偏差、 绝对偏差、 度。偏差常用绝对偏差、相对偏差、平均偏差 表示。 和相对平均偏差表示 和相对平均偏差表示。
误差怎么算的计算公式
误差怎么算的计算公式误差是指测量结果与真实值之间的差异,是评价测量结果准确度和精密度的重要指标。
在科学研究、工程技术和日常生活中,我们经常需要对数据进行测量和分析,而误差的计算是非常重要的一部分。
本文将介绍误差的计算公式及其应用。
一、误差的定义。
误差通常分为绝对误差和相对误差两种。
绝对误差是指测量结果与真实值之间的差值,通常用|Δx|表示,其中Δx表示测量结果与真实值之间的差值。
相对误差是指绝对误差与真实值的比值,通常用|Δx/x|表示,其中x表示真实值。
误差的计算是通过对测量结果与真实值进行比较来确定的,因此在进行误差计算时,需要首先确定真实值。
二、误差的计算公式。
1. 绝对误差的计算公式。
绝对误差的计算公式为:|Δx| = |测量值真实值|。
其中,|Δx|表示绝对误差,测量值表示测量结果,真实值表示真实数值。
2. 相对误差的计算公式。
相对误差的计算公式为:|Δx/x| = |(测量值真实值)/真实值|。
其中,|Δx/x|表示相对误差,测量值表示测量结果,真实值表示真实数值。
以上是误差的计算公式,通过这些公式我们可以计算出测量结果与真实值之间的差异,从而评价测量结果的准确度和精密度。
三、误差的应用。
误差的计算在科学研究、工程技术和日常生活中都有着广泛的应用。
在科学研究中,误差的计算是评价实验结果准确度和可靠性的重要手段。
在工程技术中,误差的计算是评价产品质量和性能的重要指标。
在日常生活中,误差的计算可以帮助我们评价购物时的价格优惠和商品质量。
误差的计算还可以帮助我们进行数据处理和分析。
在数据处理中,我们经常需要对测量数据进行处理和分析,而误差的计算可以帮助我们评价数据的可靠性和准确度。
在数据分析中,误差的计算可以帮助我们评价模型的拟合度和预测精度。
总之,误差的计算是科学研究、工程技术和日常生活中非常重要的一部分,通过误差的计算可以帮助我们评价测量结果的准确度和精密度,进行数据处理和分析,提高工作效率和生活质量。
误差理论
• C.引用误差:测量仪器的误差除以仪 器的特定值。实际上一种相对误差。 • ra= △/A×100%=示值误差/测量仪 器的量程
三、准确度和误差
• 1.准确度: 系指测得结果与真实值接近 的程度。 • 2.误差: 系指测得结果与真实值之差。 • 误差愈小,则准确度愈高,所以准确度 高低用误差大小来衡量。准确度除用绝 对误差表示外,更常用相对误差表示。
偏差的分类及公式
绝对偏差
d xi x
相对偏差
平均偏差
d % 100% x
d d1 d 2 d n n
d % 100% x
2 1 2 2 2 n
相对平均偏差 标准偏差
d d d S n 1
标准偏差
• 是反映一组供试品测定值离散的统计指 标。
• 8、在滴定分析法测定中出现的下列情况,哪 种属于系统误差( D )。 A、试样未经充分混匀 B、滴定管的读数读错 C、滴定时有液滴溅出 D、砝码未经校正 • 9、滴定分析中,若试剂含少量待测组分,可 用于消除误差的方法是(B )。A、仪器校 正 B、空白试验 C、对照分析 D、多测几 组 10、一个样品分析结果的准确度不好,但精密 度好,可能存在( C )。 A、操作失误 B、记录有差错 C、使用试剂不纯 D、随 机误差大
• 例:用两种方法来测量L1=100mm的尺寸, 其测量误差分别为δ1=±10μm,δ2=±8μm, 根据绝对误差大小,可知后者精度高。但若用 第三种方法测量L2=80mm的尺寸,其测量误 差分别为δ3=±7μm,此时用绝对误差就难以 评定它与前两种方法精度的高低,必须用相对 误差来评定。 • ⑴δ1/L1=±10μm/100mm=±0.01% • ⑵δ2/L2=±8μm/100mm=±0.008% • ⑶δ3/L3=±7μm/80mm=±0.009% • 由此可知,第一种方法精度最低,第二种方法 精度最高
第五章误差基本知识
现在的位置:课程介绍 >> 理论部分 >> 电子讲稿第五章误差基本知识5.1误差的来源和分类一、定义:观测值与真值之差,记为:X为真值,即能代表某个客观事物真正大小的数值。
为观测值,即对某个客观事物观测得到的数值。
为观测误差,即真误差。
二、误差的来源1、测量仪器一是仪器本身的精度是有限的,不论精度多高的仪器,观测结果总是达不到真值的。
二是仪器在装配、使用的过程中,仪器部件老化、松动或装配不到位使得仪器存在着自身的误差。
如水准仪的水准管轴不平行视准轴,使得水准管气泡居中后,视线并不水平。
水准尺刻划不均匀使得读数不准确。
又如经纬仪的视准轴误差、横轴误差、竖盘指标差都是仪器本身的误差。
2、观测者是由于观测者自身的因素所带来的误差,如观测者的视力、观测者的经验甚至观测者的责任心都会影响到测量的结果。
举例:如水准尺倾斜、气泡未严格居中、估读不准确、未精确瞄准目标都是观测误差。
3、外界条件测量工作都是在一定的外界环境下进行的。
例如温度、风力、大气折光、地球曲率、仪器下沉都会对观测结果带来影响。
上述三项合称为观测条件a.等精度观测:在相同的观测条件下进行的一组观测。
b.不等精度观测:在不同的观测条件下进行的一组观测。
测量误差的分类根据测量误差表现形式不同,误差可分为系统误差、偶然误差和粗差。
1、系统误差定义:误差的符号和大小保持不变或者按一定规律变化,则称其为系统误差。
如:钢尺的尺长误差。
一把钢尺的名义长度为30m,实际长度为30.005m,那么用这把钢尺量距时每量一个整尺段距离就量短了5mm,也就是会带来-5mm的量距误差,而且量取的距离越长,尺长误差就会越大,因此系统误差具有累计性。
如:水准仪的i角误差,由于水准管轴与视准轴不平行,两者之间形成了夹角i,使得中丝在水准尺上的读数不准确。
如果水准仪离水准尺越远,i角误差就会越大。
由于i角误差是有规律的,因此它也是系统误差。
正是由于系统误差具有一定的规律性,因此只要找到这种规律性,就可以通过一定的方法来消除或减弱系统误差的影响。
什么是误差、不确定度、精密度、准确度、偏差、方差
前言如何评价分析测试数据的质量,或者说明其测定数据在多大程度上是可靠的,一直是分析工作者和管理者关心和希望解决的问题。
在日常分析测试工作中,测量误差、测量不确定度、精密度、准确度、偏差、方差等是经常运用的术语,它直接关系到测量结果的可靠程度和量值的准确一致。
传统的方法多是用精密度和准确度来衡量。
但是,通常说的准确度和误差只是一个定性的、理想化的概念,因为实际样品的真值是不知道的。
而精密度只是表示最终测定数据的重复性,不能真正衡量其测定的可靠程度。
作为一名分析测试人员,这些术语是应该搞清楚的概念,但这些概念互相联系又有区别,也常常使人不知所云。
下面小编就带大家看一下它们的区别在哪里。
测量误差测量误差表示测量结果偏离真值的程度。
真值是一个理想的概念,严格意义上的真值通过实际测量是不能得到的,因此误差也就不能够准确得到。
在实际误差评定过程中,常常以约定真值作为真值来使用,约定真值本身有可能存在误差,因而得到的只能是误差的估计值。
此外,误差本身的概念在实际应用过程中容易出现混乱和错误理解。
按照误差的定义,误差应是一个差值。
当测量结果大于真值时,误差为正,反之亦然。
误差在数轴上应该是一个点,但实际上不少情况下对测量结果的误差都是以一个区间来表示(从一定程度上也反映了误差定义的不合理),这实际上更像不确定度的范围,不符合误差的定义。
在实际工作中,产生误差的原因很多,如方法、仪器、试剂产生的误差,恒定的个人误差,恒定的环境误差,过失误差,不可控制或未加控制的因素变动等。
由于系统误差和随机误差是两个性质不同的量,前者用标准偏差或其倍数表示,后者用可能产生的最大误差表示。
数学上无法解决两个不同性质的量之间的合成问题。
因此,长期以来误差的合成方法上一直无法统一。
这使得不同的测量结果之间缺乏可比性。
不确定度测量不确定度为“表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果想联系的参数”。
定义中的参数可能是标准偏差或置信区间宽度。
误差-准确度-精密度和不确定度的定义以及它们之间的关系
误差\准确度\精密度和不确定度的定义以及它们之间的关系在产品质量检验的实际工作中,时常会遇到误差值、准确度、精确度和不确定度问题。
特别是一次性的检验活动中,如食品、酒类样品的分析;建筑材料(水泥、砖、钢筋)的检验;轻纺产品的检测等等,都离不开这些定义的运用与归纳。
因此,作为检验、检测的技术机构应充分掌握和理解它们之间的关系,并在实际检验工作中运用好准确度与误差值、精密度和不确定度之间的关系。
对正确判定检验结论有很大的帮助。
1误差的定义误差是指测定的数值或其他近似值与真值的差。
例如:以0. 33代替1/3,其绝对误差就是1/300;相对误差就是l%。
2准确度的定义准确度是指测量值与真实值之间相符合的程度。
准确度的高低常以误差的大小来衡量。
即误差越小,准确度越高;误差越大,准确度越低。
为了说明一些仪器测量的准确度,常用绝对误差来表示。
如:分析天平的称量误差是±0.0002g;常量滴定管的读数误差是±0. 01ml等等。
3精密度的定义精密度是指在相同条件下,n次重复测量结果彼此相符合的程度。
精密度的大小,常用偏差表示,偏差越小,说明精密度越高。
为能准确衡量精密度,一般用标准偏差来表示。
其数学公式为:样本标准偏差S= [∑(Xi - X)2/(n-1)] 。
4不确定度的定义在《国际计量学基本和通用术语词汇表》中不确定度的定义为: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。
在实际工作中,结果的不确定度,可能有很多来源。
如定义不完整,取样、基体效应和干扰,环境条件,质量和容量仪器的不确定度,参考值,测量方法和程序中的估计和假定以及随机变化等。
例如,对二等铂铑10 ——铂热电偶标准装置不确定度的评定,当在800℃点时,校准证书上表明,修正值为0.6℃,测得的平均值是800. 2℃,则实际结果为:t= 800.2℃+0. 6℃=800.80℃,其中不确定度U95=1.5℃(置信概率95%时,则KP =2)。
第一章误差分析的基本概念
计算方法-1 -第一章 误差分析的基本概念§ 1误差的来源1. 误差概念:精确值与近似值之差称为误差,也叫绝对误差。
2. 产生误差的主要原因① 模型误差:在解决实际问题时,在一定条件下抓住主要因素将现实系统理想化的数学描述称为实 际问题的数学模型,这种数学描述常常是近似的,数学模型与实际系统之间存在误差,这种误差称为模 型误差。
② 观测误差:数学模型中往往含有一些由观测得到的物理量(如温度、电阻、长度)或由物理量估 算出的模型参数,这些观测物理量或模型参数常常与实际数据存在误差。
这种由观察产生的误差称为观 测误差。
③ 截断误差:数值计算中用有限运算近似代替无穷过程产生的误差。
例如计算一个无穷次可微函数 的函数值时,理论上只要能算出这个函数的泰勒级数值即可,但是实际工程上仅用泰勒级数中前面有限 项来近似计算函数值,而舍去高阶无穷小量。
这个被舍的高阶无穷小量正是截断误差。
④ 舍入误差:计算中按四舍五入进行舍入而引起的误差或因计算机字长有限,数据在内存中存放时 进行了舍入而引起的误差。
3. 举例说明例1设一根铝棒在温度t 时的实际长度为L t ,在t=0 C 时的实际长度为 L o ,用i t 来表示铝棒在温度为t 时的长度计算值,并建立一个数学模型: I tL °(1「.t ),其中a 是由实验观察得到的常数:-二(0.0000238 ± 0.0000001 ) 1/ C,称L t —I t 为模型误差,0.0000001/ C 是a 的观测误差。
这个问题中模型 误差产生的原因是:实际上 L t 与t 2有微弱关系,也就是说模型未能完全反映物理过程。
为了计算近似值,可取前面有限项计算•如取前面五项计算,计算过程中与计算结果都取五位小数得e ~1+1 + 1/2+1/6+1/24疋2.7083, e 取五位小数时的准确值为~ =2.71828,于是截断误差为:□0' —:2.71828 -2.7083 = 0.00995 n总n !这表明:只要在计算中采用了有限步运算近似代替无限步运算的方法,截断误差就一定存在。
误差的基本概念
第六节、误差的基本概念由于人们认识能力的局限,科学技术水平的限制,以及测量数值不能以有限位数表示(如圆周率∏)等原因,在对某一对象进行试验或测量时,所测得的数值与其真实值不会完全相等,这种差异即称为误差。
但是随着科学技术的发展,人们认识水平的提高,实践经验的增加,测量的误差数值可以被控制到很小的范围,或者说测量值可更接近于其真实值。
一,真 值真值即真实值,是指在一定条件下,被测量客观存在的实际值。
真值通常是个未知量,一般所说的真值是指理论真值、规定真值和相对真值。
理论真值:理论真值也称绝对真值,如平面三角形三内角之和恒为18O0。
规定真值:国际上公认的某些基准量值,如1960年国际计量大会规定“1m等于真空中氪86原子的2P10和5d5能级之间跃迁时辐射的1650 763.73个波长的长度”。
1982年国际计量局召开的米定义咨询委员会提出新的米定义为“米等于光在真空中1/299792458 秒时间问隔内所经路径的长度”。
这个米基准就当作计量长度的规定真值。
规定真值也称约定真值。
相对真值:计量器具按精度不同分为若干等级,上一等级的指示值即为下一等级的真值,此真值称为相对真值)例如,在力值的传递标准中;用二等标准测力机校准三等标准测力计,此时二等标准测力机的指示值即为三等标准测力计的相对真值。
二、误 差根据误差表示方法的不同,有绝对误差和相对误差。
1.绝对误差绝对误差是指实测值与被测之量的真值之差,即但是,大多数情况下,真值是无法得知的;因而绝对误差也无法得到。
一般只能应用一种更精密的量具或仪器进行测量,所得数值称为实际值,它更接近真值,并用它代替真值计算误差。
绝对误差具有以下一些性质:(1)它是有单位的,与测量时采用的单位相同;(2)它能表示测量的数值是偏大还是偏小以及偏离程度;(3)它不能确切地表示测量所达到的精确程度。
2.相对误差相对误差是指绝对误差与被测真值(或实际值)的比值,即:相对误差不仅表示测量的绝对误差,而且能反映出测量时所达到的精度。
误差的基本概念.
实验一误差的基本概念一、实验目的通过实验了解误差的定义及表示法、熟悉误差的来源、误差分类以及有效数字与数据运算。
二、实验原理1、误差的基本概念所谓误差就是测量值与真实值之间的差,可以用下式表示误差=测得值-真值(一)绝对误差某量值的测得值和真值之差为绝对误差,通常简称为误差。
绝对误差=测得值-真值(二)相对误差绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差,因测得值与真值接近,故也可以近似用绝对误差与测得值之比值作为相对误差。
相对误差=绝对误差/真值≈绝对误差/测得值(三)引用误差所谓引用误差指的是一种简化和使用方便的仪器仪表表示值的相对误差,它以仪器仪表某一刻度点的示值误差为分子,以测量范围上限值或全量程为分母,所得的比值称为引用误差。
引用误差=示值误差/测量范围上限2、精度反映测量结果与真值接近程度的量,称为精度,它与误差大小相对应,因此可以用误差大小来表示精度的高低,误差小则精度高,误差大则精度低。
精度可分ⅰ准确度它反映测量结果中系统误差的影响程度ⅱ精密度它反映测量结果中随机误差的影响程度ⅲ精确度它反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度,其定量特征可以用测量的不确定度来表示。
3、有效数字与数据运算含有误差的任何近似数,如果其绝对误差界是最末位数的半个单位,那么从这个近似数左方起的第一个非零的数字,称为第一位有效数字。
从第一位有效数字起到最末一位数字止的所有数字,不论是零或非零的数字,都叫有效数字。
数字舍入规则如下:①若舍入部分的数值,大于保留部分的末位的半个单位,则末位加1。
②若舍去部分的数值,小于保留部分的末位的半个单位,则末位不变。
③若舍去部分的数值,等于保留部分的末位的半个单位,则末位凑成偶数。
即当末位为偶数时则末位不变,当末位为奇数时则末位加1。
三、实验内容1、用自己熟悉的语言编程实现对绝对误差和相对误差的求解。
2、按照数字舍入规则,用自己熟悉的语言编程实现对下面数据保留四位有效数字进行凑整。
允许误差的定义
允许误差的定义
1. 概念
- 在进行测量或数据处理等操作时,允许误差是指在一定的条件下,测量结果或者计算结果与真实值(或约定真值)之间所允许存在的最大偏差范围。
例如,在化学实验中用天平称量药品,由于天平的精度等因素,测量结果不可能与药品的真实质量完全相同,所以规定一个允许误差范围。
如果测量值在这个范围内,就认为测量结果是可接受的。
2. 不同领域的例子
- 工程领域
- 在建筑工程中,对于建筑构件的尺寸有一定的允许误差。
比如一根钢梁的设计长度为10米,根据工程标准,其允许误差可能是±5毫米。
这意味着实际生产出来的钢梁长度在9.995米到10.005米之间都是合格的。
- 制造业
- 在机械制造中,加工零件的尺寸也有允许误差。
例如一个轴的直径设计为50毫米,允许误差为±0.05毫米,那么实际加工出来的轴直径在49.95毫米到50.05毫米之间就符合生产要求。
- 科学实验
- 在物理实验测量物体的重力加速度时,由于测量仪器的精度限制以及环境因素的影响,测量结果会存在误差。
假设根据实验要求,允许误差为±0.01m/s²,如果真实的重力加速度为9.8m/s²,那么测量值在9.79m/s²到9.81m/s²之间就是可接受的。
1. 误差理论基础
E 2 8 μ m ,根据绝对误差定义,可知后者的测量准确度高。但若用第三
种方法测量 L2=80 mm 的尺寸,其测量误差为 E3 7 μ m ,此时用绝对误差 就难以评定它与前两种方法准确度的高低,必须采用相对误差来评定。
第一节 误差的基本概念
四、误差与偏差
(一)误差 1.绝对误差 测量值和真值之差称为绝对误差,通常简称为误差。 绝对误差(E)=X-T 式中 X——测量值; T——真实值。
第一节 误差的基本概念
对于多次测量的数值,求其准确度时,可按下式计算:
x1 x 2 x n i 1 算术平均值( x )= = n n
第一节 误差的基本概念
由于测量值可能大于真值,也可能测量值小 于真值,所以,绝对误差和相对误差都有正负之 分。严格来说,真值是不可能知道的。在实际工 作中,将标准物质的标准值或总体平均值当作真 值。为了表示或比较准确度的高低,有时用绝对 误差比较清楚,有时用相对误差更显得直观。
第一节 误差的基本概念
第一节 误差的基本概念
在计算测量结果的准确度时,对上述四个方 面的误差来源,必须进行全面的分析,力求不遗 漏、不重复,特照误差的特点与性质,误差可分为系统误 差、偶然误差两类。 1、系统误差 系统误差是指试验过程中,由于某些恒定因 素影响而出现的一种保持恒定或可以预知方式变 化的误差。
第一节 误差的基本概念
真值是指在测量一个量时,该量本身所 具有的真实大小。它是客观存在的,但不 可能准确知道的,是一个理想的概念。真 值一般是不可知的,只有在某些特定条件 下,真值才是可知的。
第一节 误差的基本概念
误差的定义及分类
一、测量误差:测量结果减被测量的真值(测量的期望值)之差。
1)即:测量误差=测量结果-真值;对测量仪器:示值误差=仪器示值-标准示值。
2)测量误差通常通常可用示值的绝对误差、相对误差及引用误差(折合误差)来表示。
3)按照测量误差的基本性质不同,可将误差分为三大类:系统误差、随机误差和疏失误差。
二、约定真值:是一个接近真值的值,它与真值之差可忽略不计。
实际测量中以在没有系统误差的情况下,足够多次的测量值之平均值作为约定真值。
一般由国家基准或当地最高计量标准复现而赋予该特定量的值。
三、标称范围:标称范围是指测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围(定值)。
四、精度等级:在正常的使用条件下,仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。
1)引用误差越小,仪表的准确度越高,而引用误差与仪表的量程范围有关,所以在使用同一准确度的仪表时,往往采取压缩量程范围以减小测量误差,精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。
量程越大,同样精度等级的,它测得压力值的绝对值允许误差越大。
2)在工业测量中,为了便于表示仪表的质量,通常用准确度等级来表示仪表的准确程度.准确度等级就是最大引用误差去掉正,负号及百分号.准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
3)我国工业仪表等级分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.6,2.5,5.0七个等级,并标志在仪表刻度标尺或铭牌上.仪表准确度习惯上称为精度,准确度等级习惯上称为精度等级。
绝对误差:测量结果与被测量[约定]真值(标准表读数)之差。
1)公式:△:绝对误差,L:测量值,A:真值(标准表读数)△= L- A2)绝对误差的缺点:并不能完全表示近似值的好坏程度,例如:x=10±1,y=1000±5,哪一个精度高呢?看上去x的绝对误差限比y的绝对误差限小,似乎x的精度高,其实不然。
四、相对误差:测量的绝对误差与被测量[约定]真值(标准表读数)之比的百分数所得的数值,以百分数表示。
误差理论与数据处理知识总结
误差理论与数据处理知识总结1、1研究误差的意义1、1、1研究误差的意义为:1)正确认识误差的性质,分析误差产生的原因,以消除或减小误差2)正确处理测量和试验数据,合理计算所得结果,以便在一定条件下得到更接近于真值的数据3)正确组织实验过程,合理设计仪器或选用仪器和测量方法,以便在最经济条件下,得到理想的结果。
1、2误差的基本概念1、2、1误差的定义:误差是测得值与被测量的真值之间的差。
1、2、2绝对误差:某量值的测得值之差。
1、2、3相对误差:绝对误差与被测量的真值之比值。
1、2、4引用误差:以仪器仪表某一刻度点的示值误差为分子,以测量范围上限值或全量程为分母,所得比值为引用误差。
1、2、5误差来源:1)测量装置误差2)环境误差3)方法误差4)人员误差1、2、6误差分类:按照误差的特点,误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。
1、2、7系统误差:在同一条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化的误差为系统误差。
1、2、8随机误差:在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号以不可预定方式变化的误差称为随机误差。
1、2、9粗大误差:超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。
1、3精度1、3、1精度:反映测量结果与真值接近程度的量,成为精度。
1、3、2精度可分为:1)准确度:反映测量结果中系统误差的影响程度2)精密度:反映测量结果中随机误差的影响程度3)精确度:反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度,其定量特征可用测量的不确定度来表示。
1、4有效数字与数据运算1、4、1有效数字:含有误差的任何近似数,如果其绝对误差界是最末位数的半个单位,那么从这个近似数左方起的第一个非零的数字,称为第一位有效数字。
从第一位有效数字起到最末一位数字止的所有数字,不论是零或非零的数字,都叫有效数字。
1、4、2测量结果应保留的位数原则是:其最末一位数字是不可靠的,而倒数第二位数字应是可靠的。
第一章误差分析的基本概念
第一章 误差分析的基本概念§1 误差的来源1. 误差概念 :精确值与近似值之差称为误差,也叫绝对误差。
2. 产生误差的主要原因① 模型误差:在解决实际问题时,在一定条件下抓住主要因素将现实系统理想化的数学描述称为实际问题的数学模型,这种数学描述常常是近似的,数学模型与实际系统之间存在误差,这种误差称为模型误差。
② 观测误差:数学模型中往往含有一些由观测得到的物理量(如温度、电阻、长度)或由物理量估算出的模型参数,这些观测物理量或模型参数常常与实际数据存在误差。
这种由观察产生的误差称为观测误差。
③ 截断误差:数值计算中用有限运算近似代替无穷过程产生的误差。
例如计算一个无穷次可微函数的函数值时,理论上只要能算出这个函数的泰勒级数值即可,但是实际工程上仅用泰勒级数中前面有限项来近似计算函数值,而舍去高阶无穷小量。
这个被舍的高阶无穷小量正是截断误差。
④ 舍入误差:计算中按四舍五入进行舍入而引起的误差或因计算机字长有限,数据在内存中存放时进行了舍入而引起的误差。
3.举例说明例1 设一根铝棒在温度t 时的实际长度为L t ,在 t=0℃时的实际长度为L 0,用t l 来表示铝棒在温度为t 时的长度计算值,并建立一个数学模型:)t (L l t α+=10,其中α是由实验观察得到的常数 =α(0.0000238±0.0000001)1/℃,称t t l L -为模型误差,0.0000001/℃是α的观测误差。
这个问题中模型误差产生的原因是:实际上t L 与t 2有微弱关系,也就是说模型未能完全反映物理过程。
例2 已知xe 在 x=0 处展开的泰勒级数为:∑∞==n nx!n x e 为了计算近似值,可取前面有限项计算.如取前面五项计算,计算过程中与计算结果都取五位小数得e ≈1+1+1/2+1/6+1/24≈2.7083,e 取五位小数时的准确值为e ~=2.71828,于是截断误差为: 0099507083271828215...!=-≈∑∞=n n这表明:只要在计算中采用了有限步运算近似代替无限步运算的方法,截断误差就一定存在。
误差的基本知识.
第一章 误差的基本知识§1.0 误差的来源→→→观测误差 模型误差 截断误差 舍入误差 (1) 观测误差:受测量工具本身精度的影响(2) 模型误差:因简化和抽象,数学模型本身包含的误差(3) 截断误差:近似解与精确解之间的误差,将数学模型转化为数值方法时产生 (4) 舍入误差:取有限位小数所引起的误差例1 公式:!!212n x x x e nx++++≈ 所产生的误差即截断误差 例2 R = π- 3.14159 = 0.0000026... 所产生的误差即舍入误差注:(1) 疏忽大意造成的错误不属于误差。
(2) 总假定:由实际问题建立的数学模型是合理的,参量也是足够精确的 (3) 主要讨论截断误差和舍入误差。
§1.1 绝对误差、相对误差及有效数字1. 绝对误差与绝对误差限定义3.1 设x 为精确值,x *为x 的近似值,称e = x * - x 为近似值x*的绝对误差,简称误差,简记为e 。
注:e 可正可负,很难求出。
(但往往知道|e |的范围:|e | ≤ ε)若|e | = | x * - x | ≤ ε(x *),则称ε(x *)为x *的绝对误差限,简称误差限,简记为ε。
注:(1) ε > 0(2) x 的范围:x * - ε ≤ x ≤ x * + ε,工程上常记为:x = x * ± ε。
(知道误差限就可知道精确值的范围) 例1:“四舍五入”的绝对误差限设x = ±0.a 1a 2⋯ anan +1⋯⨯10m ,—— 十进制标准表示式(a 1≠ 0)。
四舍五入:⎪⎩⎪⎨⎧≥⨯+±≤⨯±=++510)1(.04 10.0*121121n mn n m n a a a a a a a a x 若若此时,总有n m m nx x e -⨯=⨯≤-=1021105000.0||||*2. 相对误差与相对误差限绝对误差限不能完全表示近似程度的好坏,如x = 100 ± 2,y = 10 ± 1定义3.2 称xxx x e e r -==*为近似值x *的相对误差。
测量误差分析
如:某个量的准确值x01=1000,其近似值
x1=999,
另一个量的准确值x02=10,相应近似值x2=9
这两个量的绝对误差都是1,但显然x1的近似
程度比x2好。为反应这种近似程度,需引入如
下相对误差
er
e x0
x0 x0
x
为近似值x的相对误差。
相对误差的绝对值越小,近似程度越高
例如,前面两个量x1和x2,它们相对误差分 别为e1r=0.001和e2r=0.1,因为|e1r|<|e2r|,所以 x1比x2逼近程度好。同样,由于准确数x0通 常是未知的,导致相对误差不能计算出来,
轴是数据分布中心 x x0 抵偿性-由于对称性,令随机误差的算术
平均值为0,
lim
n
xi
0
2.1.3 概率积分 对于 p(x) 1
,即 e
(
x x0 ) 2 2
2
2
p(x; x0 , )
经n次测量计算
繁琐,提出特例( x0 0, 1),称为标准
正态分布函数
误差限一般是可以求出的,例如用具有毫米 刻度的皮尺去测量某个物件的长度,测量的数 据与物件的实际长度不会超过半个毫米,这半 个毫米就是物件长度的误差限。 误差限ε给出了准确值x0的所在范围为
x-ε≤x0≤x+ε,显然误差限ε越小,近似值x的 近似值越精确。
绝对误差不能反映近似值x的近似程度,例
因而产生估计相对误差的相对误差限概念
|
er
||
x0 x0
x
||
r x0
|
r
正数εr为x的相对误差限。
相对误差限不如绝对误差限容易得到,使
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
误差的表示
1、绝对误差
设某物理量的测量值为x,它的真值为a,则x-a=ε;由此式所表示的误差ε和测量值x具有相同的单位,它反映测量值偏离真值的大小,所以称为绝对误差。
有了绝对误差以后.通常把测量结果表示成的形式,为多次测量的平均值。
2、相对误差
它是绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值,并且通常将其结果表演示成非分数的形式,所以也叫百分误差。
3、引用误差
仪表某一刻度点读数的绝对误差Δ比上仪表量程上限Am ,并用百分数表示。
3.1、最大引用误差:仪表在整个量程范围内的最大示值的绝对误差Δm比仪表量程上限Am ,并用百分数表示。
4、标称误差
标称误差=(最大的绝对误差)/量程 x 100%
绝对误差计算公式: 示值 - 标准值(即测量值与真实值之差的绝对值)
绝对误差 = 测量值 - 真值
引用误差 = 绝对误差 / (测量范围的上限—测量范围的下限)x100%。