过控技术 第三章 PPT课件

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等精度测量与不等精度测量的适用场合： ①在进行科学研究或重要的检定工作时，在众多的被检测量中，为了获得 其中某几个参数更可靠和精度更高的测量结果才采用不等精度测量法。 ②通常工程技术中，采用的是等精度测量法。
(4)接触测量与非接触测量 接触测量法：测量时仪表的某一部分(一般为传感器部分)必须接 触被测对象(被测介质)。 非接触测量法：仪表的任何部分均不与被测对象接触。
（3）粗大误差： 明显地歪曲测量结果的误差。
产生原因： 操作者的粗心(如读错、记错、算错数据等)、不正确地操作、实 验条件的突变或实验状况尚未达到要求而匆忙实验等原因所造成 的。
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异常数据的判别与剔除方法-采用物理判别法和统计判 别法
物理判别法:根据人们对客观事物已有的认识，判别由 于外界干扰、人为误差等原因造成实测数据偏离正常结 果，在实验过程中随时判断，随时剔除。
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6.测量的定义： 借助仪器设备，把被检测量与相应单位进行比
较，求取二者之比值，得到被检测量数值大小的 过程。
用数学形式描述测量的基本方程式为:
x0 X0 /u
式中: x-0--被检测量的真实数值，简称为真值； --X -0 被检测量；
u ---单位。
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测量过程三要素： ① 测量单位; ② 测量方法;
N M n 9554
[KW]
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(3)等精度测量和不等精度测量 ① 等精度测量法： 在环境条件、仪器仪表、测量人员、测量方法均保持不变情况 下，对同一组被检测量进行次数相同的重复测量。 利用等精度测量法所得到的每个参数的测量数据，其可靠程度是 相同的。 ② 不等精度测量法： 在测量过程中，测量环境条件不相同，如测量仪器精度、重复 测量次数、测量环境、测量人员熟练程度有变化，所得到的测量 结果的可靠程度不同，称不等精度测量法
不足:建立在无限次测量基础上,只能用作粗大误差的近似判
断
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(2)肖维奈准则:在有限次的等精度测量数据中,如果某一测
量值剩余误差满足:
Vb xb x kc
则应剔除该测量值 (3) 格拉布斯准则:根据正态分布理论提出的,考虑到测量 次数及粗大误差误判概率.凡剩余误差大于格拉布斯鉴别 值的误差属于粗大误差,相应的测量值应予剔除.
统计判别法:给定一个置信概率，并确定一个置信限， 凡超过此限的误差，就认为它不属于随机误差范围，将 其视为异常数据剔除。
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(1) 拉依达准则 如果实验数据的总体x是服从正态分布的，则
P (|x | 3 ) 0 .0 0 3
式中，μ与σ分别表示正态总体的数学期望和标准差。 在实验数据中出现大于μ＋3σ或小于μ—3σ数据的概率 是很小的 对于大于μ＋3σ或小于μ—3σ的实验数据 作为异常数据，予以剔除。
关系。
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（2）稳定性 ①传感器输入、输出的单值函数关系应不随时间和温度的变化而变 化； ②受外界干扰因素影响应很小； ③工艺上应能准确地复现。
（3）灵敏性 要求有较小的输入量便可得到较大的输出信号。 传感器的别名：敏感元件、一次仪表。
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2.中间变换器(变送器) ①功能及作用: 将传感器输出的信号进行放大、线性化处理、远距离传送并转变 成规定的统一信号等。 ② 要求: 准确稳定地传输、放大和转换信号，受外界干扰因素的 影响小，变换信号的误差小。
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具体计算方法如下：
对于实验数据x1, x2, x3,……，xn，先计算其均值
再用贝塞尔公式计算:
x
1 n
nΒιβλιοθήκη Baidui1
xi
lni m n1 1i n1(xix)2lni m n1 1i n1vi2
如果某个测量值 的残差满足
Vk xk x 3
则应剔除该测量值,其他值应重新计算剔除后的标准误差,再 按准则判断,直至无坏值存在.
③ 测量仪器与设备。 3.1.1.2测量方法：
1．测量方法的分类 (1)直接测量法：
①用“被检测量”与单位进行直接比较得到比值； ②能在仪表上直接读出的“被检测量”的数值。
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（2）间接测量法
在测量中，被检测量不能与标准量直接进行比较， 只能通过对与被检测量有函数关系的其他物理量进行 测量，再通过计算得到被测量的值。 例：测量水泵的轴功率N，是通过可以进行直接测量的 转矩M和转速n，然后经过计算得到轴功率N。
3.显示件(显示器) 作用：显示被检测量的数值，可以显示瞬时量、累积量、越限报 警等。 类型：指针式(模拟式显示)；数字式；屏幕式(图像显示式)。
显示仪表常被称为二次仪表。
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3.1.2 误差
一.误差基础 测量误差：测量结果与被检测量真值之间的差异，称为测量误差。 只有在得到测量结果的同时，指出测量误差的范围，所得的测量
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1.传感器：感受被检测量的变化，信息，并将被检测量转换成相应的电 信号输出。 传感器是检测仪表与被测对象直接发生联系的部分。传感器的好坏， 直接影响检测仪表的质量。所以它是检测仪表的重要部件。
对传感器的要求： （1）准确性:传感器的输出信号必须准确地反映被检测量的变化，
即： 传感器输入输出关系必须是严格的单值函数关系，最好为线性
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(5)静态测量与动态测量 ① 被测参数不随时间变化或随时间变化非常缓慢，称静态测 量。 ② 被测参数随时间变化，称为动态测量。 动态测量的分析与处理静态测量复杂得多，对测量系统的要求 也高得多。
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3.1.1.3测量仪器与设备
测量仪器仪表的组成： 传感器、变换器、显示器以及连接各环节的传输通道。
结果才有意义。
1．测量误差及分类 根据测量误差的性质，误差分为：
误差
系统误差 随机误差
粗大误差
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（1）系统误差 在相同条件下，多次测量同一被检测量的过程中，误差的绝对值
和符号恒定不变，或按某一规律变化。 产生原因： a.测量工具不准确或安装调整不正确； b.测试人员的分辨能力差或读数习惯有误； c.测量方法有缺陷。
（2）随机误差 在相同条件下多次测量同一被检测量的过程中，出现不可预计的误差。
产生原因：大量彼此独立的微小因素对被测值的综合影响。 例如，气温和电源电压的微小波动，气流的微小改变，电磁场微变、 大地微震等。
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单次测量的随机误差的大小和方向都不确定，在多次测量中随机 误差服从统计规律。 可以利用概率论和数理统计的方法来估计其影响。