測(cè)量誤差及其消除方法實(shí)用教案

1、 無(wú)論是由于電工儀表本身的誤差和無(wú)論是由于電工儀表本身的誤差和測(cè)量方法不完善引起的誤差，還是其他測(cè)量方法不完善引起的誤差，還是其他因素（外界環(huán)境的變化因素（外界環(huán)境的變化(binhu)、操、操作者觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)不足等）引起的誤差，最作者觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)不足等）引起的誤差，最終都會(huì)在測(cè)量結(jié)果上反映出來(lái)，即造成終都會(huì)在測(cè)量結(jié)果上反映出來(lái)，即造成測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量實(shí)際值存在差異，這測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量實(shí)際值存在差異，這種差異稱(chēng)為測(cè)量誤差。種差異稱(chēng)為測(cè)量誤差。第1頁(yè)/共27頁(yè)第一頁(yè)，共28頁(yè)。 可見(jiàn)，測(cè)量誤差是由多種原因共同造成的。那么，測(cè)量誤差可以分為幾類(lèi)呢？它們分別是由哪些因素造成的呢？我們(w men)又如何來(lái)消除

2、它們呢？第2頁(yè)/共27頁(yè)第二頁(yè)，共28頁(yè)。 根據(jù)產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因不同，測(cè)量誤差可分根據(jù)產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因不同，測(cè)量誤差可分為三類(lèi)：為三類(lèi)： 1 1、系統(tǒng)誤差、系統(tǒng)誤差 2 2、偶然誤差、偶然誤差 3 3、疏失、疏失(shsh)(shsh)誤差誤差 第3頁(yè)/共27頁(yè)第三頁(yè)，共28頁(yè)。 定義：指在相同條件下多次測(cè)量同一(tngy)量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)均保持不變，而在條件改變時(shí)遵從一定規(guī)律變化的誤差。 特點(diǎn)：具有一定的變化規(guī)律。 一、系統(tǒng)誤差一、系統(tǒng)誤差第4頁(yè)/共27頁(yè)第四頁(yè)，共28頁(yè)。 1、測(cè)量?jī)x表的誤差。包括基本誤差和附加誤差。、測(cè)量?jī)x表的誤差。包括基本誤差和附加誤差。 2、測(cè)量方法的誤差。

3、、測(cè)量方法的誤差。 3、測(cè)量裝置、測(cè)量裝置(zhungzh)的安裝或配線(xiàn)不當(dāng)，周?chē)陌惭b或配線(xiàn)不當(dāng)，周?chē)h(huán)境條件的變化以及測(cè)量人員經(jīng)驗(yàn)不足、反應(yīng)不準(zhǔn)等環(huán)境條件的變化以及測(cè)量人員經(jīng)驗(yàn)不足、反應(yīng)不準(zhǔn)等因素。因素。怎么怎么(zn me)(zn me)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的呢誤差的呢? ?第5頁(yè)/共27頁(yè)第五頁(yè)，共28頁(yè)。（1 1）測(cè)量設(shè)備的誤差：由于標(biāo)）測(cè)量設(shè)備的誤差：由于標(biāo)準(zhǔn)度量、儀器儀表本身具有誤準(zhǔn)度量、儀器儀表本身具有誤差，例如刻度不準(zhǔn)，結(jié)果差，例如刻度不準(zhǔn)，結(jié)果(ji (ji gu)gu)在測(cè)量中就會(huì)造成系統(tǒng)誤在測(cè)量中就會(huì)造成系統(tǒng)誤差。差。第6頁(yè)/共27頁(yè)第六頁(yè)，共28頁(yè)。 基本誤差：儀

4、表在正常工作的條件下，由于儀表本身的結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面的不完善而產(chǎn)生的誤差叫做基本誤差。（儀表活動(dòng)部分的摩擦、標(biāo)度尺刻度不準(zhǔn)、零件裝配不當(dāng)?shù)?。?附加誤差：儀表因?yàn)槠x了規(guī)定的工作條件而產(chǎn)生的誤差叫做附加誤差。（溫度、頻率、波形的變化超出規(guī)定的使用(shyng)條件，工作位置不當(dāng)或存在外電場(chǎng)、外磁場(chǎng)的影響） 測(cè)量測(cè)量(cling)儀表的誤儀表的誤差差第7頁(yè)/共27頁(yè)第七頁(yè)，共28頁(yè)。 （2）測(cè)量方法的誤差 由于所用(su yn)的測(cè)量方法不夠完善而引起的誤差。例如引用了近似公式，以及未能足夠估計(jì)漏電、接觸電阻、儀表內(nèi)阻等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。第8頁(yè)/共27頁(yè)第八頁(yè)，共28頁(yè)。 系統(tǒng)誤差表示系統(tǒng)誤

5、差表示(biosh)了測(cè)量了測(cè)量結(jié)果偏離其真實(shí)結(jié)果偏離其真實(shí)值的程度，反映值的程度，反映了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)誤差確性。系統(tǒng)誤差越小，測(cè)量結(jié)果越小，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度就越高。的準(zhǔn)確度就越高。第9頁(yè)/共27頁(yè)第九頁(yè)，共28頁(yè)。 1、對(duì)度量、對(duì)度量(dling)器及測(cè)量?jī)x器及測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校正。器進(jìn)行校正。 2、消除誤差的根源。、消除誤差的根源。 3、采用特殊的測(cè)量方法。、采用特殊的測(cè)量方法。 如何如何(rh)消除系統(tǒng)誤差消除系統(tǒng)誤差第10頁(yè)/共27頁(yè)第十頁(yè)，共28頁(yè)。 （1 1）對(duì)度量器及測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校）對(duì)度量器及測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校正。在測(cè)量中，度量器和測(cè)量?jī)x正。在測(cè)量中，度量器和測(cè)量?jī)x

6、器的誤差直接影響器的誤差直接影響(yngxing)(yngxing)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，所以在準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，所以在準(zhǔn)確度要求較高的測(cè)量結(jié)果中，常引度要求較高的測(cè)量結(jié)果中，常引入校正值，以消除誤差。入校正值，以消除誤差。第11頁(yè)/共27頁(yè)第十一頁(yè)，共28頁(yè)。 （2 2）消除誤差的根源：選擇合理的測(cè)量方法，配置恰當(dāng)）消除誤差的根源：選擇合理的測(cè)量方法，配置恰當(dāng)(qidng)(qidng)的測(cè)量?jī)x器，改善儀表安裝質(zhì)量和配線(xiàn)方式，的測(cè)量?jī)x器，改善儀表安裝質(zhì)量和配線(xiàn)方式，盡量使測(cè)量?jī)x表在規(guī)定的使用條件下工作，測(cè)量前檢查調(diào)整盡量使測(cè)量?jī)x表在規(guī)定的使用條件下工作，測(cè)量前檢查調(diào)整儀表零位以及采取屏蔽措施

7、來(lái)消除外部磁場(chǎng)、電場(chǎng)等各種外儀表零位以及采取屏蔽措施來(lái)消除外部磁場(chǎng)、電場(chǎng)等各種外界因素造成的影響。界因素造成的影響。第12頁(yè)/共27頁(yè)第十二頁(yè)，共28頁(yè)。（3 3）采用特殊的測(cè)量方法。）采用特殊的測(cè)量方法。 主要主要(zhyo)(zhyo)有：有： 替代法。替代法。 正負(fù)消去法。正負(fù)消去法。 換位法。換位法。 第13頁(yè)/共27頁(yè)第十三頁(yè)，共28頁(yè)。 替代法：在保持(boch)儀表讀數(shù)狀態(tài)不變的條件下，用等值的已知量去替代被測(cè)量。這樣的測(cè)量結(jié)果就和測(cè)量?jī)x表的誤差及外界條件的影響無(wú)關(guān)，從而消除了系統(tǒng)誤差。例如用電橋測(cè)電阻時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)電阻替代被測(cè)電阻，并調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)電阻使電橋達(dá)到原來(lái)的平衡狀態(tài)，則被測(cè)電阻

8、值就等于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值，這就排除了電橋本身和外界因素的影響，消除了由它們所引起的系統(tǒng)誤差。 第14頁(yè)/共27頁(yè)第十四頁(yè)，共28頁(yè)。 正負(fù)消去法：如果第一次測(cè)量時(shí)誤差為正，第二次測(cè)量時(shí)誤差為負(fù)，則可對(duì)同一量反復(fù)測(cè)量?jī)纱?，然后取兩次測(cè)量的平均值，便可消除(xioch)這種系統(tǒng)誤差。例如指針式儀表，由于活動(dòng)部分的摩擦作用，結(jié)果對(duì)同一大小的被測(cè)量，在其數(shù)值上升或下降情況下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，就會(huì)有不同的讀數(shù)。為了消除(xioch)這種系統(tǒng)誤差，可使被測(cè)量由小增大到某一點(diǎn)，再?gòu)拇鬁p小到同一點(diǎn)，然后再取兩次測(cè)量的平均值，就可消除(xioch)摩擦所引起的系統(tǒng)誤差。 第15頁(yè)/共27頁(yè)第十五頁(yè)，共28頁(yè)。 換位法：

9、當(dāng)系統(tǒng)誤差恒定不變時(shí)，在兩次測(cè)量中使它從相反的方向影響測(cè)量結(jié)果，然后取其平均值，從而使這種系統(tǒng)誤差得到消除。例如，用等比率臂電橋(din qio)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，為了消除比率臂電阻值不準(zhǔn)造成的誤差，可以采取換臂措施，即將兩個(gè)比率臂電阻的位置調(diào)換，再進(jìn)行一次測(cè)量，然后取兩次測(cè)量的平均值即可。第16頁(yè)/共27頁(yè)第十六頁(yè)，共28頁(yè)。 二、偶然誤差二、偶然誤差 定義：偶然誤差是一種大小和符號(hào)定義：偶然誤差是一種大小和符號(hào)都不固定的誤差，即在同一條件都不固定的誤差，即在同一條件(tiojin)下對(duì)同一被測(cè)量反復(fù)測(cè)量下對(duì)同一被測(cè)量反復(fù)測(cè)量時(shí)時(shí),各次的測(cè)量結(jié)果都不一致各次的測(cè)量結(jié)果都不一致,沒(méi)有確沒(méi)有確定的變化

10、規(guī)律。所以又稱(chēng)為定的變化規(guī)律。所以又稱(chēng)為“隨機(jī)誤隨機(jī)誤差差”。第17頁(yè)/共27頁(yè)第十七頁(yè)，共28頁(yè)。 產(chǎn)生偶然誤差的原因(yunyn)很多，如溫度、濕度、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電源頻率等的偶然變化都可能引起這種誤差；此外，觀測(cè)者本身感官分辨本領(lǐng)的限制，也是偶然誤差的一個(gè)來(lái)源。 偶然誤差反映了測(cè)量的精密度，偶然誤差越小，精密度就越高。反之則精密度越低。第18頁(yè)/共27頁(yè)第十八頁(yè)，共28頁(yè)。 怎么樣消除怎么樣消除(xioch)偶然誤差偶然誤差呢？呢？ 在足夠多次的測(cè)量中，絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)(次數(shù))是相同的，而且，小誤差比大誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)總是更多。這樣，在足夠多次的測(cè)量中，偶然誤差的算術(shù)平均

11、值必然趨近于零。由此可知，為了消除偶然誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果(ji gu)的影響，可以采用增加重復(fù)測(cè)量次數(shù)的方法來(lái)達(dá)到。測(cè)量次數(shù)愈多，測(cè)量結(jié)果(ji gu)的算術(shù)平均值愈趨近于實(shí)際值。所以，在測(cè)量?jī)x器儀表選定以后，測(cè)量次數(shù)是保證測(cè)量精密度的前提。在工程測(cè)量中，由于偶然誤差較小，通?？梢圆挥杩紤]。第19頁(yè)/共27頁(yè)第十九頁(yè)，共28頁(yè)。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(wch)(wch)和偶然和偶然誤差誤差(wch)(wch)是兩類(lèi)性質(zhì)是兩類(lèi)性質(zhì)完全不同的誤差完全不同的誤差(wch)(wch)。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(wch)(wch)反映在反映在一定條件下誤差一定條件下誤差(wch)(wch)出現(xiàn)的必然性；而偶然誤差出現(xiàn)的必

12、然性；而偶然誤差(wch)(wch)則反映在一定條則反映在一定條件下誤差件下誤差(wch)(wch)出現(xiàn)的出現(xiàn)的可能性。系統(tǒng)誤差可能性。系統(tǒng)誤差(wch)(wch)和偶然誤差和偶然誤差(wch)(wch)兩者兩者對(duì)測(cè)量結(jié)果的綜合影響反映對(duì)測(cè)量結(jié)果的綜合影響反映為測(cè)量的準(zhǔn)確度，又稱(chēng)精確為測(cè)量的準(zhǔn)確度，又稱(chēng)精確度。度。 第20頁(yè)/共27頁(yè)第二十頁(yè)，共28頁(yè)。測(cè)量誤差是不可能絕對(duì)消測(cè)量誤差是不可能絕對(duì)消除的，但要盡可能減小誤除的，但要盡可能減小誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響(yngxing)，使其減小到，使其減小到允許的范圍內(nèi)。消除測(cè)量允許的范圍內(nèi)。消除測(cè)量誤差，應(yīng)根據(jù)誤差的來(lái)源誤差，應(yīng)根據(jù)

13、誤差的來(lái)源和性質(zhì)，采取相應(yīng)的措施和性質(zhì)，采取相應(yīng)的措施和方法。必須指出：一個(gè)和方法。必須指出：一個(gè)測(cè)量結(jié)果中既存在系統(tǒng)誤測(cè)量結(jié)果中既存在系統(tǒng)誤差又存在偶然誤差時(shí)，要差又存在偶然誤差時(shí)，要截然區(qū)分兩者是不容易的。截然區(qū)分兩者是不容易的。所以應(yīng)根據(jù)測(cè)量的要求和所以應(yīng)根據(jù)測(cè)量的要求和兩者對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響兩者對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響(yngxing)程度，選擇消程度，選擇消除方法。除方法。第21頁(yè)/共27頁(yè)第二十一頁(yè)，共28頁(yè)。 一般情況(qngkung)下，在對(duì)精密度要求不 高的工程測(cè)量中，主要考慮對(duì)系統(tǒng)誤差的消除；而在科研、計(jì)量等對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度和精密度要求較高的測(cè)量中，必須同時(shí)考慮消除上述兩種誤差。第22頁(yè)

14、/共27頁(yè)第二十二頁(yè)，共28頁(yè)。 三、疏失三、疏失(shsh)誤差誤差 疏失誤差是在測(cè)量過(guò)程中由于(yuy)操作、讀數(shù)、記錄和計(jì)算等方面的錯(cuò)誤所引起的一種明顯歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。例如對(duì)測(cè)量?jī)x表的不正確讀數(shù)，對(duì)觀察結(jié)果的不正確記錄等等。顯然，凡是含有疏失誤差的測(cè)量結(jié)果是應(yīng)該摒棄的。第23頁(yè)/共27頁(yè)第二十三頁(yè)，共28頁(yè)。 疏失誤差疏失誤差(wch)產(chǎn)生的原因及產(chǎn)生的原因及消除方法消除方法 原因：主要由于操作者的粗心和疏忽造成。另外也包括由于操作者素質(zhì)太差，不懂正確讀數(shù)而造成的誤差。 消除方法：對(duì)含有疏失誤差的測(cè)量結(jié)果應(yīng)拋棄不用。消除疏失誤差的根本方法是加強(qiáng)操作者的工作責(zé)任心，倡導(dǎo)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)

15、度，同時(shí)要提高操作者的素質(zhì)和技能( jnng)水平。 第24頁(yè)/共27頁(yè)第二十四頁(yè)，共28頁(yè)。以前學(xué)過(guò)的各種誤差以前學(xué)過(guò)的各種誤差(wch)小小結(jié)結(jié) 基本誤差基本誤差(wch) 附加誤差附加誤差(wch) 絕對(duì)誤絕對(duì)誤差差(wch) 誤差誤差(wch)的表示方法的表示方法 相相對(duì)誤差對(duì)誤差(wch) 引用誤引用誤差差(wch) 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(wch) 測(cè)量誤差測(cè)量誤差(wch) 偶然誤偶然誤差差(wch) 疏失誤差疏失誤差(wch)儀表儀表(ybio)誤差誤差以前學(xué)過(guò)的各種誤差小結(jié)以前學(xué)過(guò)的各種誤差小結(jié) 基本誤差基本誤差 附加附加(fji)誤差誤差 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 誤差的表示方法誤差的表示方法 相對(duì)誤差相對(duì)誤差 引用誤差引用誤差 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 偶然誤差偶然誤差 疏失誤差疏失誤差第25頁(yè)/共27頁(yè)第二十五頁(yè)，共28頁(yè)。思考思考(sko)與練習(xí)與練習(xí) 什么叫測(cè)量誤差？它分為哪幾類(lèi)？什么叫測(cè)量誤差？它分為哪幾類(lèi)？ 測(cè)量誤差和儀表測(cè)量誤差和儀表(ybio)誤差之間有什么關(guān)系？誤差之間有什么關(guān)系？ “正負(fù)誤差補(bǔ)償法可以消除系統(tǒng)誤差正負(fù)誤差補(bǔ)償法可以消除系統(tǒng)誤差”，這句話(huà)對(duì)嗎？為什么？，這句話(huà)對(duì)嗎？為什么？ 如何消除偶然誤差？如何消除偶然誤差？ 如何消除疏失誤差？如何消除疏失誤差？第26頁(yè)/共27頁(yè)第二十六頁(yè)，共28頁(yè)。謝謝您的觀看(gunkn)！