1-3傳感器的誤差和精度

1-3傳感器基本誤差和精度測量誤差的基本概念誤差的分類測量數(shù)據(jù)的處理

測量誤差的基本概念——

真值：被測量的真正值。它是一個(gè)理想的概念，一般是無法得到的，未知的。

約定真值：用基準(zhǔn)期的量值代替真值。是一個(gè)接近真值的值，它與真值之差可忽略不計(jì)。譬如基準(zhǔn)單位米、克等的定義。實(shí)際測量中以在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的測量值之平均值作為約定真值。實(shí)際測試中真值無法確定，一般用約定真值來代替。

標(biāo)稱值（示值）：各種儀表讀數(shù)。測量誤差的基本概念——測量誤差定義

測量誤差：測得結(jié)果與被測量的真值之差。測量的目的是希望通過測量獲取被測量的真實(shí)值。但在測量過程中由于種種原因，例如，傳感器本身性能不十分優(yōu)良，測量方法不十分完善，外界干擾的影響等，造成被測量的測得值與真實(shí)值不一致，因而測量中總是存在誤差。

測量誤差的基本概念——誤差表示方法

測量誤差的表示方法有多種，含義各異。

1.絕對(duì)誤差：被測量的示值與約定真值之間的差值。絕對(duì)誤差可用下式定義：Δ=x-L式中:Δ——絕對(duì)誤差；x——測量值；、L——真值，一般為約定真值或相對(duì)真值。

絕對(duì)誤差是有正、負(fù)，并與被測量同量綱。

思考：絕對(duì)誤差能否客觀說明測量質(zhì)量？測量誤差的基本概念——誤差表示方法式中：δ——實(shí)際相對(duì)誤差，一般用百分?jǐn)?shù)給出

Δ——絕對(duì)誤差

L——真值。由于被測量的真值L無法知道，實(shí)際測量時(shí)用測量值x代替真值L進(jìn)行計(jì)算，稱為標(biāo)稱相對(duì)誤差，即

2.相對(duì)誤差：測量的絕對(duì)誤差與被測量真實(shí)值之比。

相對(duì)誤差的定義由下式給出：

3.滿度（引用）相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與測量儀表滿量程值比，又稱滿量程相對(duì)誤差。即式中：γ——引用誤差；

Δ——絕對(duì)誤差。儀表精度等級(jí)是根據(jù)最大引用誤差來確定的。我國儀表分七級(jí)，即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0.例如，0.5級(jí)表的引用誤差的最大值不超過±0.5%；1.0級(jí)表的引用誤差的最大值不超過±1%

測量誤差的基本概念——誤差表示方法

4.基本誤差：是指傳感器或儀表在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差。例如，某傳感器是在電源電壓(220±5)V、電網(wǎng)頻率(50±2)Hz、環(huán)境溫度(20±5)℃、濕度65%±5%的條件下標(biāo)定的。如果傳感器在這個(gè)條件下工作，則傳感器所具有的誤差為基本誤差。

5.附加誤差：是指傳感器或儀表的使用條件偏離額定條件下出現(xiàn)的誤差。例如，溫度附加誤差、頻率附加誤差、電源電壓波動(dòng)附加誤差等。測量誤差的基本概念——誤差表示方法按使用條件分類：誤差的分類——隨機(jī)誤差

根據(jù)測量數(shù)據(jù)中的誤差所呈現(xiàn)的規(guī)律及產(chǎn)生的原因可將其分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。

1.隨機(jī)誤差：由于偶然因素影響引起的誤差。在同一測量條件下，對(duì)同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。重復(fù)性條件包括：相同的測量程序，相同的觀測者，在相同的條件下使用相同的測量儀器，相同的地點(diǎn)，在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測量。

對(duì)于隨機(jī)誤差不能用簡單的修正值來修正，當(dāng)測量次數(shù)足夠多時(shí)，隨機(jī)誤差就整體而言，服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通過對(duì)測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理可以計(jì)算隨機(jī)誤差出現(xiàn)的可能性的大小。思考：隨機(jī)誤差處理方法？2.2誤差的分類——隨機(jī)誤差2.系統(tǒng)誤差：在同一測量條件下，多次測量被測量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或在條件改變時(shí)，按一定規(guī)律（如線性、多項(xiàng)式、周期性等函數(shù)規(guī)律）變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。前者為恒值系統(tǒng)誤差，后者為變值系統(tǒng)誤差。誤差的分類——系統(tǒng)誤差思考：系統(tǒng)誤差如何修正？系統(tǒng)誤差的原因如材料、零部件及工藝缺陷，環(huán)境溫度和濕度，壓力變化和外界干擾，測量方法不完善，零點(diǎn)未調(diào)整，采用近似的計(jì)算公式，測量者的經(jīng)驗(yàn)不足等等。誤差的分類——系統(tǒng)誤差對(duì)于系統(tǒng)誤差，首先要查找誤差根源，并設(shè)法減小和消除，系統(tǒng)誤差有規(guī)律，可以通過實(shí)驗(yàn)方法或引入修正值予以修正。系統(tǒng)誤差的修正

3.粗大誤差：超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差，粗大誤差又稱疏忽誤差。這類誤差的發(fā)生是由于測量者疏忽大意，測錯(cuò)、讀錯(cuò)或環(huán)境條件的突然