机械测试测量的基础知识培训教材PPT(共 38张)

0.2 测量的基础知识 三 间接测量 1）定义：
间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的 函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。 2）特点
被测物理量不能用现有仪表直接测量得到，需 通过数学关系计算得到。
如：在y=f(x1, x2, x3) 中，欲测量y, 首先测量 x1, x2, x3, 才能得到
2）测量的最基本形式 比较——将待测的未知量和予定的标准作比较。
3）量值 由测量所得到的被测对象的量值表示为数值和计量单位的
乘积。 4）测量的方法
直接测量和间接测量。
0.2 测量的基础知识 二、直接测量 1、定义：无需经过函数关系的计算，直接通过测量 仪器得到被测量值的测量为直接测量。 2、分类：可分为两种：直接比较和间接比较。
2.计算方法： 由于真值未知，绝对误差不可求，
出，并且予以消除或加以修正。
修正值= - 误差值
3、粗大误差： 明显不符合测量结果的误差，或超出规定条件下预计
的误差。 发现后剔除，或测量数据作废。
0.2 测量的基础知识
5 测量精度
精度：泛指测量结果的可信程度。测量结果与真值的吻 合程度，与误差相对的概念。精度 误差
1）精密度：重复测量时，测量结果的分散性 表示测量结果中随机误差的大小的程度。
利用高一等级的仪器或装置测量的结果
0.2 测量的基础知识
2 误差的表示方法 x——测量值 x0——真实值
A——高一精度等级的测量仪器的测量值
① 绝对误差=测量值-真值
xxx0 实际： xxA 修正值： C xA x
利用修正值求出被测量的实际值 A=C+x
缺点：绝对误差不能反映测量结果的准确程度
特点：
具有随机性，从单次测量结果看没有规 律，但多次测量后发现随机误差服从一 定的统计规律。该误差无法消除。
0.2 测量的基础知识
2、系统误差： 误差的大小和正负在测量过程中恒定不变或按一定规律
变化的误差。 已定系差：固定不变。 未定系差：线性变化，周期变化，复杂规律变化。 由于系差数值恒定或有一定规律，可通过实验的方法找
2.对称性： y()y()
绝对值相等的正负误差出现的机会相等。
3.有界性：δ在[-∞，+∞]实际上误差落在[-3σ,+3σ]区间
的概率为p=99.97％。
±3σ为单次误差出现的界限。（粗大误差界限）
4.抵偿性：
n
i
lim i1 0
n
n
0.2 测量的基础知识
二、 标准偏差及计算
0.2 测量的基础知识
②相对误差 衡量测量结果的准确程度
相对误 绝 差 真对值误 1差 0% 0
A

100%

x

x100% x
实际相对误差 示值相对误差
误差的绝对存在性
0.2 测量的基础知识
3 误差的来源
1、工具误差：试验装置的仪器仪表带来的误 差。
2、环境误差：因误差条件变化产生的误差。 如：湿度，温度，压力，电磁场，振动，气流， 辐射等。
精密（随机误差小） 准确（系统误差小）
0.2 测量的基础知识
1.2 随机误差的理论
一、随机误差的特征
由直方图导出误差分布曲线
服从正态分布：
y
1
2

e 22
2
标准偏差
P()
0

0.2 测量的基础知识
1.单峰值： 0
时,
y 1
2
小误差比大误差出现的概率大。
举例
①测圆柱体的体积 ②测运动物体的动能
0.2 测量的基础知识
五、要使测量具有普遍科学意义的条件 1、作比较的标准必须是精确已知的，得到公认的；
2、进行比较的测量系统必须工作稳定，经得起检验
0.2 测量的基础知识
测量误差与数据处理
主要内容：
1 误差的基本概念
测量误差的来源 误差的分类
2 随机误差分析 3 误差的传递 4 测量数据的处理
2）正确度： 表示测量结果中系统误差的大小的程度。
3）准确度（精确度）：测量结果与真值的一致程度。综合 反映系统误差与随机误差大小 的程度。
4）不确定度：对被测量值不能肯定的误差范围的一种评定
0.2 测量的基础知识
不精密（随机误差大） 准确（系统误差小）
精密（随机误差小） 不准确（系统误差大）
不精密（随机误差大） 不准确（系统误差大）
0.2 测量的基础知识
测量、计量、测试
测量： 是以确定被测对象的量值为目的而进 行的实验过程。
计量： 如果测量涉及实现单位统一和量值准 确可靠则被称为计量
测试： 指具有实验性质的测量，或测量和实 验的综合。
0.2 测量的基础知识
一、 测量
1）测量的定义 为确定被测对象的量值而进行的实验过程称为测量。
0.2 测量的基础知识
一、测量误差的基本概念
1 真值 x0
在一定条件下，被测量客观存在的实际值。
——未知量
理论真值（绝对真值）:如三角形内角和180º
规（约）定真值： 1）子午线的若干分之一
如米的定义
2）Kr86原子的能级跃迁在真空中的辐射波长
相对真值：
3）光在真空中走过1/299792458s的距离。
3、方法误差（原理误差）：正切机构，航空 高度表。
4、人员误差：操做人员的熟练程度,业务水平， 测量习惯等。
0.2 测量的基础知识
4 误差的分类
按特点性质分 误差
随机误差 无规律，无法消除，尽量减小 系统误差 有规律，可以消除或修正
粗大误差 明显不符测量结果，剔除
1、随机误差： 多次测量同一量值时，误差的绝对值和 符号以不可预定的方式变化。
0.2 测量的基础知识
直接比较
1）定义：直接把被测物理量和标准作比 较的测量方法称为直接比较。
2）举例 ⊙天平测物体质量 ⊙用米尺测量物体长度 ⊙测量导体的电阻
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间接比较
1）定义 利用仪器仪表——统称之为测量系统——把原始形态的待测
物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的 变化，并以人的感官所能接受的形式，在测量系统的输出端显 示出来。 2）举例 ⊙水银温度计测体温 ⊙弹簧测物体的重量
1 定义：
总体标准偏差：

n

2 i
iபைடு நூலகம்1
n
δi为绝对误差=测量值-真值
σ越小，分布曲线越陡，小误差出现的概率越大。
c
1 1.96
2
2.58 3
P()
p 0.6827 0.95 0.9545 0.99 0.9973
其中，c为置信系数，cσ称为置信限， 0

±cσ置信区间，p为置信度。
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