第二章測(cè)量誤差

1、第二章第二章 測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 測(cè)量測(cè)量 確定客觀事物確定客觀事物“量量”的大小的過(guò)程，就是測(cè)量。的大小的過(guò)程，就是測(cè)量。 確切地說(shuō)確切地說(shuō)“以確定被測(cè)對(duì)象量值為目的的全部操作以確定被測(cè)對(duì)象量值為目的的全部操作”就就 叫測(cè)量。叫測(cè)量。 所謂所謂“全部操作全部操作”可能是很簡(jiǎn)單的，如測(cè)量油溫，可能是很簡(jiǎn)單的，如測(cè)量油溫， 也可能是相當(dāng)復(fù)雜的，如測(cè)量油罐內(nèi)油品的重量。也可能是相當(dāng)復(fù)雜的，如測(cè)量油罐內(nèi)油品的重量。 計(jì)量就是計(jì)量就是“實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量”， 它屬于測(cè)量的范疇，也可以說(shuō)是一種特殊形式的為使它屬于測(cè)量的范疇，也可以說(shuō)是一種特殊形

2、式的為使 被測(cè)量的單位量值在允差范圍內(nèi)溯源到基本單位的測(cè)被測(cè)量的單位量值在允差范圍內(nèi)溯源到基本單位的測(cè) 量。量。 2.1 測(cè)量誤差的基本概念測(cè)量誤差的基本概念 在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)量設(shè)備不準(zhǔn)確，測(cè)量方法不完善、在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)量設(shè)備不準(zhǔn)確，測(cè)量方法不完善、 測(cè)量程序不規(guī)范及測(cè)量環(huán)境因素的影響，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果或測(cè)量程序不規(guī)范及測(cè)量環(huán)境因素的影響，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果或 多或少地偏離被測(cè)量的真值。多或少地偏離被測(cè)量的真值。 測(cè)量本身所具有的真正的值。如三角形的內(nèi)角和等于測(cè)量本身所具有的真正的值。如三角形的內(nèi)角和等于180度度 計(jì)量部門(mén)指定的值。如標(biāo)準(zhǔn)法碼的重量、標(biāo)準(zhǔn)尺等。計(jì)量部門(mén)指定的值。如標(biāo)準(zhǔn)

3、法碼的重量、標(biāo)準(zhǔn)尺等。 1、誤差公理、誤差公理 2、真值、真值(A0) 真值是個(gè)理想的概念，一般是很難知道的。真值是個(gè)理想的概念，一般是很難知道的。(制圖中不允許制圖中不允許 標(biāo)注標(biāo)注“封閉封閉”尺寸尺寸) 3、指定（約定）真值、指定（約定）真值(A) 測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之差就是誤差，測(cè)量誤差的存在是測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之差就是誤差，測(cè)量誤差的存在是 不可避免的，也就是說(shuō)不可避免的，也就是說(shuō)“一切測(cè)量都有存在，誤差自始至終一切測(cè)量都有存在，誤差自始至終 存在于所有科學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在于所有科學(xué)實(shí)驗(yàn)中”這就是誤差公理。這就是誤差公理。 2.22.2測(cè)量誤差的分析測(cè)量誤差的分析 1、按表示方法分析

4、、按表示方法分析 （1）絕對(duì)誤差）絕對(duì)誤差 另一種表示方法：測(cè)量值另一種表示方法：測(cè)量值絕對(duì)誤差。如絕對(duì)誤差。如1000 1 測(cè)量值測(cè)量值-實(shí)際值實(shí)際值：X=X-T （2）相對(duì)誤差）相對(duì)誤差 用來(lái)說(shuō)明測(cè)量精度的高低。用來(lái)說(shuō)明測(cè)量精度的高低。 （A）實(shí)際相對(duì)誤差：）實(shí)際相對(duì)誤差： 絕對(duì)誤差與實(shí)際值的百分比。絕對(duì)誤差與實(shí)際值的百分比。 %100 A x A 準(zhǔn)確度等級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí)S，就是滿度相對(duì)誤差劃分了，就是滿度相對(duì)誤差劃分了7的等級(jí)：的等級(jí)： （B）示值相對(duì)誤差）示值相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差與測(cè)量值（示值）的百分比。絕對(duì)誤差與測(cè)量值（示值）的百分比。 %100 x x x （C）滿度相對(duì)誤差（最大引用

5、誤差）滿度相對(duì)誤差（最大引用誤差） 量程內(nèi)的最大絕對(duì)誤差與測(cè)量?jī)x器滿度值的百分比。量程內(nèi)的最大絕對(duì)誤差與測(cè)量?jī)x器滿度值的百分比。 %100 m m m x x 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 如如0.5級(jí)，表示它的滿度相對(duì)誤差不超過(guò)級(jí)，表示它的滿度相對(duì)誤差不超過(guò)0.5% 即：即：|m|0.5%或或m=0.5% 對(duì)于線性刻度對(duì)于線性刻度,為了減小示值相對(duì)誤差，在進(jìn)行量程選擇時(shí)為了減小示值相對(duì)誤差，在進(jìn)行量程選擇時(shí),應(yīng)應(yīng) 盡可能接近滿度值。一般以示值不小于滿度值的盡可能接近滿度值。一般以示值不小于滿度值的2/3為宜。為宜。 例例2-1 1.5級(jí)電壓表級(jí)電壓表,量程量程:01

6、00V,最大絕對(duì)誤差最大絕對(duì)誤差? 例例2-2 1.0級(jí)電流表級(jí)電流表,量程量程100A，測(cè)量值分別為，測(cè)量值分別為100、80、 20A，絕對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差？，絕對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差？ )(5 . 1100 100 5 . 1 Vxx mmm %1%100 100 1 %100%100 11 1 x x x x m x )( 1100 100 1 Axx mmm %25. 1%100 80 1 %100%100 22 2 x x x x m x %5%100 20 1 %100%100 33 3 x x x x m x 絕對(duì)誤差均認(rèn)為是最大絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差均認(rèn)為是最大絕對(duì)誤差誤差的整量化

7、誤差的整量化 100A時(shí)時(shí) 80A時(shí)時(shí) 20A時(shí)時(shí) 在同一量程內(nèi)，測(cè)量值越小，示值相對(duì)誤差越大在同一量程內(nèi)，測(cè)量值越小，示值相對(duì)誤差越大 %100 m m m x x (3)允許誤差，就是滿度相對(duì)誤差、引用誤差允許誤差，就是滿度相對(duì)誤差、引用誤差 例例2-3 要測(cè)量要測(cè)量100的溫度，現(xiàn)有的溫度，現(xiàn)有0.5級(jí)、級(jí)、0300 和和1.0 級(jí)、級(jí)、0100 的兩個(gè)溫度計(jì)，示值相對(duì)誤差？的兩個(gè)溫度計(jì)，示值相對(duì)誤差？ %5 . 1%100 100 5 . 1 %100 1 1 1 x x x )(5 . 1300 100 5 . 0 100 0 1 1 1111 Cx S xxx mmmm 0.5級(jí)級(jí)

8、 1.0級(jí)級(jí))( 1100 100 0 . 1 100 0 2 2 2222 Cx S xxx mmmm %1%100 100 1 %100 2 2 2 x x x 應(yīng)選用應(yīng)選用1.0級(jí)的溫度計(jì)，價(jià)格低、誤差小級(jí)的溫度計(jì)，價(jià)格低、誤差小 2、按誤差出現(xiàn)的規(guī)律分析、按誤差出現(xiàn)的規(guī)律分析 (1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 (2)隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 (3)粗大誤差粗大誤差 在一定測(cè)量條件下，在一定測(cè)量條件下，測(cè)量值中含有不變或按一定規(guī)律變化測(cè)量值中含有不變或按一定規(guī)律變化 的誤差的誤差。系統(tǒng)誤差越小，測(cè)量就越準(zhǔn)確系統(tǒng)誤差越小，測(cè)量就越準(zhǔn)確 有很多復(fù)雜原因的微小變化的總合所引起的誤差。有很多復(fù)雜原因的微小變化的總

9、合所引起的誤差。 它一般是由于人為的原因和環(huán)境干擾等原因使測(cè)量結(jié)果顯著它一般是由于人為的原因和環(huán)境干擾等原因使測(cè)量結(jié)果顯著 偏離其實(shí)際值所造成的誤差，如果確屬粗大誤差，該值應(yīng)舍偏離其實(shí)際值所造成的誤差，如果確屬粗大誤差，該值應(yīng)舍 去不用。去不用。 可以用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)描述，可以從理論上估計(jì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。可以用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)描述，可以從理論上估計(jì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 如果一個(gè)側(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差均很小，則表明該如果一個(gè)側(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差均很小，則表明該 測(cè)量既精密又正確即精確。測(cè)量既精密又正確即精確。 它表現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的離散性，隨機(jī)誤差說(shuō)小，精密度越高。它表現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的離散性，隨機(jī)

10、誤差說(shuō)小，精密度越高。 3、按誤差來(lái)源分析、按誤差來(lái)源分析 (1)工具誤差工具誤差(裝置誤差裝置誤差) (2)方法誤差方法誤差 由于測(cè)量工具本身不完善引起的誤差。由于測(cè)量工具本身不完善引起的誤差。 由于測(cè)量方法不完善、所依據(jù)的理論不嚴(yán)密以及對(duì)測(cè)量定義由于測(cè)量方法不完善、所依據(jù)的理論不嚴(yán)密以及對(duì)測(cè)量定義 不明確等原因所產(chǎn)生的誤差，也叫理論誤差。不明確等原因所產(chǎn)生的誤差，也叫理論誤差。 由于測(cè)量方法不完善、所依據(jù)的理論不嚴(yán)密以及對(duì)測(cè)量定義由于測(cè)量方法不完善、所依據(jù)的理論不嚴(yán)密以及對(duì)測(cè)量定義 不明確等原因所產(chǎn)生的誤差，也叫理論誤差。不明確等原因所產(chǎn)生的誤差，也叫理論誤差。 (3)環(huán)境誤差環(huán)境誤差 (

11、4)人員誤差人員誤差 5、按使用條件分析、按使用條件分析 (1)基本誤差基本誤差 (2)附加誤差附加誤差 測(cè)量系統(tǒng)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下使用時(shí)，所產(chǎn)生的誤差。測(cè)量系統(tǒng)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下使用時(shí)，所產(chǎn)生的誤差。 使用條件偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件時(shí)，產(chǎn)生基本誤差以外的誤差。使用條件偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件時(shí)，產(chǎn)生基本誤差以外的誤差。 6、按誤差與被測(cè)量分析、按誤差與被測(cè)量分析 (1)定值誤差定值誤差 (2)累積誤差累積誤差 誤差對(duì)被側(cè)量來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，不隨測(cè)量的變化而變化。誤差對(duì)被側(cè)量來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，不隨測(cè)量的變化而變化。 在同一量程內(nèi)誤差值與被測(cè)量成正比地變化。在同一量程內(nèi)誤差值與被測(cè)量成正比地變化。 一般是一般

12、是“零點(diǎn)零點(diǎn)”偏差造成的。偏差造成的。 一般是一般是“增益增益”偏差造成的。偏差造成的。 2.4 2.4 測(cè)量系統(tǒng)的基本特性測(cè)量系統(tǒng)的基本特性 1、精確度、精確度 (1)精密度。精密度說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)輸出值的分散性。精密度。精密度說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)輸出值的分散性。 精密度是精密度是隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差大小的標(biāo)志，精密度越高說(shuō)明隨機(jī)大小的標(biāo)志，精密度越高說(shuō)明隨機(jī) 誤差越小。誤差越小。 （2）準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)輸出值與真值的偏差程度。）準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)輸出值與真值的偏差程度。 （3）精度。精度是精密度與準(zhǔn)確度兩者的總和，精度常）精度。精度是精密度與準(zhǔn)確度兩者的總和，精度常 以以滿度相對(duì)誤差滿度

13、相對(duì)誤差（m）來(lái)表示）來(lái)表示. 準(zhǔn)確度是準(zhǔn)確度是系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(有規(guī)律的有規(guī)律的/確定的確定的)大小的標(biāo)志，準(zhǔn)確度大小的標(biāo)志，準(zhǔn)確度 越高意味著系統(tǒng)誤差越小。越高意味著系統(tǒng)誤差越小。 2、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性 (1)穩(wěn)定度。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量條件不變的情況下，由于穩(wěn)定度。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量條件不變的情況下，由于 系統(tǒng)中隨機(jī)性變動(dòng)、周期性變動(dòng)、漂移等引起輸出值的系統(tǒng)中隨機(jī)性變動(dòng)、周期性變動(dòng)、漂移等引起輸出值的 變化。一般用精密度和觀察時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)表示。如時(shí)間變化。一般用精密度和觀察時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)表示。如時(shí)間 漂移：漂移：1mV/h等。等。 （2）影響量。測(cè)量系統(tǒng)外界環(huán)境變化而引起輸出變化量。）影響量。測(cè)量

14、系統(tǒng)外界環(huán)境變化而引起輸出變化量。 如如:電源電壓變化的影響等。電源電壓變化的影響等。 3、靜態(tài)輸入（、靜態(tài)輸入（x）/輸出輸出(y)特性曲線特性曲線 (1)線性度（又稱非線性誤差）線性度（又稱非線性誤差） %100 max FS L Y L Y Y 0 0 x x Y YFSFS Y Y 0 0 x x Y YFSFS Y Y 0 0 x x Y YFSFS 擬合曲線是指與傳感器實(shí)際特性曲線擬合曲線是指與傳感器實(shí)際特性曲線“最近的的一條直最近的的一條直 線線”。 實(shí)際特性曲線與擬合曲線之間最大偏差和滿度量程輸出實(shí)際特性曲線與擬合曲線之間最大偏差和滿度量程輸出 的百分比。的百分比。 LmaxL

15、max LmaxLmax LmaxLmax 2.4測(cè)量系統(tǒng)的基本特性測(cè)量系統(tǒng)的基本特性 (2)靈敏度靈敏度 Y Y k k 0 0 x x Y Y k k 0 0 x x Y Y k k 0 0 x x dx dy k 靈敏度就是穩(wěn)態(tài)特性曲線上的斜率。靈敏度就是穩(wěn)態(tài)特性曲線上的斜率。 (3)遲滯性遲滯性 遲滯性表示在正、反行程的特性曲線不重合的程度。遲滯性表示在正、反行程的特性曲線不重合的程度。 主要原因是：摩擦、間隙等。主要原因是：摩擦、間隙等。 Y Y 0 0 x x (4)重復(fù)性重復(fù)性 當(dāng)輸入按同一方向變化時(shí)，在全量程內(nèi)連續(xù)進(jìn)行多次測(cè)當(dāng)輸入按同一方向變化時(shí)，在全量程內(nèi)連續(xù)進(jìn)行多次測(cè) 試時(shí)

16、，所得到的各特性曲線的重復(fù)程度。試時(shí)，所得到的各特性曲線的重復(fù)程度。 Y Y 0 0 x x 第二節(jié):油品基礎(chǔ)知識(shí)! 一石油組成 1石油元素組成! 由C .H .S .O .N五種元素組成! 此外還有微量的金屬元素!知道么?!啊! 2石油的烴類組成! 碳?xì)浠衔?簡(jiǎn)稱烴! (1)烷烴 (2)環(huán)烷烴 (3)芳香烴(4)不飽和烴 二.石油產(chǎn)品常用理化指標(biāo) 1密度 =M/V 標(biāo)準(zhǔn)密度:200C 101.325KPa下物質(zhì)的密度是為標(biāo)準(zhǔn)密度 表示為20 20 國(guó)際上也有將150C 101.325KPa定為15 15 視密度:在實(shí)驗(yàn)溫度下,玻璃密度計(jì)在液體試樣中的讀數(shù). 相對(duì)密度:在一定條件下,一種物質(zhì)的密度與另一種物質(zhì)密度 之比,由 d表示 2.API度 3.黏度 表示方式有五種:動(dòng)力黏度,運(yùn)動(dòng)黏度, 雷氏黏度,塞氏黏度,恩氏黏