误差理论及数据分析 罗清华 哈工大PPT课件
合集下载
相关主题
- 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)。
其它方法估计的不确定度（B类评定） ➢ 不是依赖于对样本数据的统计，而是设法利用与被测量有关
的其它先验信息来进行估计。因此，如何获取有用的先验信 息十分重要，而且如何利用好这些先验信息也很重要。 ➢ B类评定的信息来源 过去的测量数据 校准证书、检定证书、测试报告及其他证书文件 生产厂家的技术说明书 引用的手册、技术文件、研究论文和实验报告中给出的
➢ 不确定度的表征参数(Characterization parameter) ➢ 不确定度和误差的关系(Relationship)
4
§4.1.1 不确定度的基本概念
研究不确定度(Uncertain)的必要性(Necessity)
➢ 误差概念和误差分析在用于评定测量结果时，有时显得既
不完备，也难于操作。
8
4.1.1 不确定度的基本概念
不确定度(Uncertain)的分类(Classification) ➢ 按误差性质分类，分为系统分量的不确定度和随机分量的
不确定度两类。 ➢ 按不确定度数值的估计方法分类，分为用统计方法估计的
不确定度（A类评定）和用其它方法估计的不确定度（B类 评定）两类。
9
4.1.1 不确定度的基本概念
参考数据及不确定度值等 测量仪器的特性和其他相关资料等；
10
wk.baidu.com
4.1.1 不确定度的基本概念
不确定度的应用领域(Application fields)
➢ （1）一些产品生产过程中的质量检测、质量保证与控制，以
及商品流通领域中的商品检验等有关质量监督、质量控制和
建立质量保证体系的质量认证活动；
➢ （2）建立、保存、比较、溯源于国家标准的各级标准、仪器
11
§ 4.1.2 不确定度的表征参数
➢ 方差D或者标准差 表示随机误差的分散程度。（意义） ➢ 方差D或者标准差 可作为测量不确定性的标准参数，实
践上，使用估计的标准差s作为表征参数，不确定度成为标
准不确定度，用u表示，u=s ➢ 扩展不确定度：U=ku ，k为包含因子，是相对于置信概率
P=1-a（a为显著度）的置信系数。置信概率P为测量数据包 含于区间（-ku，+ku）的概率，通常取约定值。 ➢ 当 u值可信度较高时，由选定的P值按正态分布确定k值（ 当被测量误差服从正态分布时）;当u值可信度较低时（由 小子样获得P值），则应按 t分布确定k值。
量不确定度评定与表示》
5
海森堡，由于他对原子核、铁磁性、宇宙射线、基本粒子等概念的理解作了 重大的改进，而获得1932年诺贝尔奖金。被公认为20世纪创新的思想家之一。 作为一个社会活动家，第二次世界大战后他积极促进和平利用原子能，1957 年领导其他德国科学家反对以核武器装备西德军队。 海森堡1901年12月5日出生于德国的维尔茨堡，青年时期在慕尼黑大学攻读 物理学，1923年他的博士论文题为《论液体流的湍流》。1925年解决了非谐 振子的定态能量问题。不久发表《量子论对动力学和力学关系的再解释》一 文，提出量子力学基本概念的新解释。1927年发表“测不准原理”，阐明由 量子力学解释的理论局限性，某些成对的物理变量，例如位置和动量，永远 是互相影响的。虽然都可以测量，但是不可能同时得出精确值。“测不准原 理”适用于一切宏观和微观现象，但它的有效性通常只限于微观物理学。他 和玻尔提出哲学上的并协性原理，强调物理学测量过程中，进行测量的物理 学家的积极作用，他与被观测客体产生相互作用，使得在测量中被揭示的不 是客体自身而是测量的函数。但许多物理学家包括爱因斯坦、薛定谔、德布 罗意等都不接受并协性哲学。1927－1941年间他任莱比锡大学教授。后四年 任柏林威廉物理学研究所所长。 1976年2月1日，一代物理学宗师Heisenberg在慕尼黑逝世，享年七十五岁6 。
➢ 需要一种完备合理、可操作性强的评定测量结果的方法
不确定度的由来(Origin)
➢ 1927年，德国物理学家海森堡提出不确定度关系。
➢ 1970年前后，一些学者逐渐使用不确定度一词，一些国家
计量部门也开始相继使用不确定度。
➢ 1986年，国际标准化组织(OSI)等组织制定《测量不确定度
表示指南。
➢ 1999年国家质量技术监督局批准发布了JJF 1059-1999 《测
和测量系统的校准、检定、封缄和标记等计量确认活动；
➢ （3）基础科学和应用科学领域中的研究、开发和试验，以及
实验室认可活动；
➢ （4）科学研究与工程领域内的测量，以及与贸易结算、医疗
卫生、安全防护、环境与资源监测等有关的其他测量活动；
➢ （5）用于对可以用单值和非单值表征被测量的测量结果的评
定，以及对测量和测量器具的设计和合格评定。
7
4.1.1 不确定度的基本概念
不确定度(Uncertain)的概念(Concept) ➢ 经过修正的测量结果仍有一定的误差。误差或大或小，或
正或负，其取值具有一定的分散性，即不确定性。 ➢ 在多次重复测量中，可看出测量结果将在某一范围内波动
，从而展示了这种不确定性。测量结果可能的取值范围越 大，测量结果的可靠性越低；测量结果可能的取值范围越 小，测量结果的可靠性越高。 ➢ 测量的不确定度表示由于存在测量误差而使被测量值不能 肯定的程度，它的大小表征测量结果的可信程度。
3
4.1 不确定度及其表征参数
➢ 不确定度(Uncertainty)的基本概念(Basic conception) 研究不确定度的必要性(Necessity) 不确定度的由来(Origin) 不确定度的概念(Definition) 不确定度的分类(Classification) 不确定度的应用领域(Application fields)
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
2
第四章 不确定度的估计和合成
➢ 不确定度(Uncertainty)及其表征参数(Characterization parameter)
➢ 不确定度的估计 (Estimation) ➢ 标准差不确定度的合成(Synthesis) ➢ 扩展不确定度(The Expanded uncertainty)的合成 ➢ 按t分布评定扩展不确定度 ➢ 误差间的相关关系及相关系数的估计
的其它先验信息来进行估计。因此，如何获取有用的先验信 息十分重要，而且如何利用好这些先验信息也很重要。 ➢ B类评定的信息来源 过去的测量数据 校准证书、检定证书、测试报告及其他证书文件 生产厂家的技术说明书 引用的手册、技术文件、研究论文和实验报告中给出的
➢ 不确定度的表征参数(Characterization parameter) ➢ 不确定度和误差的关系(Relationship)
4
§4.1.1 不确定度的基本概念
研究不确定度(Uncertain)的必要性(Necessity)
➢ 误差概念和误差分析在用于评定测量结果时，有时显得既
不完备，也难于操作。
8
4.1.1 不确定度的基本概念
不确定度(Uncertain)的分类(Classification) ➢ 按误差性质分类，分为系统分量的不确定度和随机分量的
不确定度两类。 ➢ 按不确定度数值的估计方法分类，分为用统计方法估计的
不确定度（A类评定）和用其它方法估计的不确定度（B类 评定）两类。
9
4.1.1 不确定度的基本概念
参考数据及不确定度值等 测量仪器的特性和其他相关资料等；
10
wk.baidu.com
4.1.1 不确定度的基本概念
不确定度的应用领域(Application fields)
➢ （1）一些产品生产过程中的质量检测、质量保证与控制，以
及商品流通领域中的商品检验等有关质量监督、质量控制和
建立质量保证体系的质量认证活动；
➢ （2）建立、保存、比较、溯源于国家标准的各级标准、仪器
11
§ 4.1.2 不确定度的表征参数
➢ 方差D或者标准差 表示随机误差的分散程度。（意义） ➢ 方差D或者标准差 可作为测量不确定性的标准参数，实
践上，使用估计的标准差s作为表征参数，不确定度成为标
准不确定度，用u表示，u=s ➢ 扩展不确定度：U=ku ，k为包含因子，是相对于置信概率
P=1-a（a为显著度）的置信系数。置信概率P为测量数据包 含于区间（-ku，+ku）的概率，通常取约定值。 ➢ 当 u值可信度较高时，由选定的P值按正态分布确定k值（ 当被测量误差服从正态分布时）;当u值可信度较低时（由 小子样获得P值），则应按 t分布确定k值。
量不确定度评定与表示》
5
海森堡，由于他对原子核、铁磁性、宇宙射线、基本粒子等概念的理解作了 重大的改进，而获得1932年诺贝尔奖金。被公认为20世纪创新的思想家之一。 作为一个社会活动家，第二次世界大战后他积极促进和平利用原子能，1957 年领导其他德国科学家反对以核武器装备西德军队。 海森堡1901年12月5日出生于德国的维尔茨堡，青年时期在慕尼黑大学攻读 物理学，1923年他的博士论文题为《论液体流的湍流》。1925年解决了非谐 振子的定态能量问题。不久发表《量子论对动力学和力学关系的再解释》一 文，提出量子力学基本概念的新解释。1927年发表“测不准原理”，阐明由 量子力学解释的理论局限性，某些成对的物理变量，例如位置和动量，永远 是互相影响的。虽然都可以测量，但是不可能同时得出精确值。“测不准原 理”适用于一切宏观和微观现象，但它的有效性通常只限于微观物理学。他 和玻尔提出哲学上的并协性原理，强调物理学测量过程中，进行测量的物理 学家的积极作用，他与被观测客体产生相互作用，使得在测量中被揭示的不 是客体自身而是测量的函数。但许多物理学家包括爱因斯坦、薛定谔、德布 罗意等都不接受并协性哲学。1927－1941年间他任莱比锡大学教授。后四年 任柏林威廉物理学研究所所长。 1976年2月1日，一代物理学宗师Heisenberg在慕尼黑逝世，享年七十五岁6 。
➢ 需要一种完备合理、可操作性强的评定测量结果的方法
不确定度的由来(Origin)
➢ 1927年，德国物理学家海森堡提出不确定度关系。
➢ 1970年前后，一些学者逐渐使用不确定度一词，一些国家
计量部门也开始相继使用不确定度。
➢ 1986年，国际标准化组织(OSI)等组织制定《测量不确定度
表示指南。
➢ 1999年国家质量技术监督局批准发布了JJF 1059-1999 《测
和测量系统的校准、检定、封缄和标记等计量确认活动；
➢ （3）基础科学和应用科学领域中的研究、开发和试验，以及
实验室认可活动；
➢ （4）科学研究与工程领域内的测量，以及与贸易结算、医疗
卫生、安全防护、环境与资源监测等有关的其他测量活动；
➢ （5）用于对可以用单值和非单值表征被测量的测量结果的评
定，以及对测量和测量器具的设计和合格评定。
7
4.1.1 不确定度的基本概念
不确定度(Uncertain)的概念(Concept) ➢ 经过修正的测量结果仍有一定的误差。误差或大或小，或
正或负，其取值具有一定的分散性，即不确定性。 ➢ 在多次重复测量中，可看出测量结果将在某一范围内波动
，从而展示了这种不确定性。测量结果可能的取值范围越 大，测量结果的可靠性越低；测量结果可能的取值范围越 小，测量结果的可靠性越高。 ➢ 测量的不确定度表示由于存在测量误差而使被测量值不能 肯定的程度，它的大小表征测量结果的可信程度。
3
4.1 不确定度及其表征参数
➢ 不确定度(Uncertainty)的基本概念(Basic conception) 研究不确定度的必要性(Necessity) 不确定度的由来(Origin) 不确定度的概念(Definition) 不确定度的分类(Classification) 不确定度的应用领域(Application fields)
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
2
第四章 不确定度的估计和合成
➢ 不确定度(Uncertainty)及其表征参数(Characterization parameter)
➢ 不确定度的估计 (Estimation) ➢ 标准差不确定度的合成(Synthesis) ➢ 扩展不确定度(The Expanded uncertainty)的合成 ➢ 按t分布评定扩展不确定度 ➢ 误差间的相关关系及相关系数的估计