测量仪器精度分析共42页文档
仪器仪表中的测量精度与误差分析研究
仪器仪表中的测量精度与误差分析研究摘要：测量精度与误差分析研究涵盖了多个方面，包括测量仪器的准确度、重复性和稳定性，以及测量过程中可能产生的系统误差和随机误差。
该研究旨在深入理解和评估测量过程中的不确定性，并找出其来源和影响因素，进而制定有效的校正和改进措施，以提高测量结果的可靠性和准确性。
基于此，以下对仪器仪表中的测量精度与误差进行了探讨，以供参考。
关键词：仪器仪表；测量精度；误差分析；研究引言在各领域的科学研究和工程实践中，测量精度与误差分析是至关重要的。
仪器仪表作为测量工具的核心，其准确性和稳定性直接影响到测量结果的可靠性和有效性。
因此，进行测量精度与误差分析的研究对于确保测量数据的准确性、提高实验精度和优化工程设计至关重要。
1仪器仪表中的测量精度与误差分析的必要性在仪器仪表领域，测量精度与误差分析是非常重要的概念。
仪器仪表的测量精度指的是测量结果与真实值之间的接近程度，而误差分析则是对测量过程中各种误差来源进行分析和评估。
测量精度的好坏直接影响到仪器仪表的可靠性和准确性，因此对于任何一个使用仪器仪表进行测量的领域来说，都必须重视测量精度与误差分析。
首先，测量精度与误差分析的必要性在于确保测量结果的准确性。
仪器仪表的主要目的是获取准确的数据，并以此为基础进行科学研究、工程设计或者生产控制等工作。
如果测量精度不高，就会导致测量结果的偏离真实值较大，从而影响到后续的计算、判断和决策。
而误差分析则可以帮助我们了解测量结果中存在的各种误差，包括系统误差和随机误差等，从而采取相应的校正和措施，提高测量的准确性。
其次，测量精度与误差分析对于仪器仪表的性能评价和比较也具有重要意义。
不同的仪器仪表在测量精度上可能存在较大的差异，这与其内部结构、工作原理、零件质量等因素都有关。
通过对测量精度的分析和误差的评估，可以客观地评价仪器仪表的性能优劣，并进行合理的选择和比较。
同时，对于已经选定的仪器仪表，还可以通过误差分析来了解其在不同工作条件下的性能变化情况，从而为使用者提供参考和指导。
全站仪在工程测量中的精度和可靠性分析
全站仪在工程测量中的精度和可靠性分析随着工程测量精度的要求逐渐提高，精密全站仪在施工工程测量中广泛应用于平面和高程测量。
本文以Leica TS30全站仪为例，通过实验验证了精密全站仪在工程测量定位的精度，证明了通过采取一定的观测措施精密全站仪可以达到亚毫米级的精度。
标签：工程测量测角误差测距误差全站仪1引言随着工程技术的发展，各种大型工程建构筑物的出现，对测量的精度要求越来越高，常规的光学仪器很难满足高精度工程的施工要求。
因此各种高精度的仪器应运而生，它具有常规测量仪器无法比拟的优点，避免了人工操作、记录等过程中差错率较高的缺陷。
对精密全站仪进行性能测试，研究影响其精度的各种因素，是提高精密全站仪测量精度的前提。
2全站仪测量误差分析全站仪测量的主要要素有方位角、垂直角、水平距离等，因此测角误差和测距误差是全站仪测量定位的主要误差来源，此外，受外界环境因素的影响，光线、温度、测站稳定性、仪器对中误差、照准误差以及观测人员的专业素质等，对全站仪的测量定位结果也会带来一定影响，下面针对各种观测因素对观测结果的影响进行分析。
2.1测角误差的影响全站仪的测角误差主要由仪器自身测量误差和照准误差引起。
当进行高精度观测时，可以采用正倒镜观测，进一步提高测角精度。
测量工作中测距误差忽略不计，我们可以通过一定的公式计算测角误差对测量定位结果的影响，假定观测距离固定为20m，我们可以通过公式计算不同测角误差引起的测量定位误差，详细信息如表1。
从表中可以看出，测角误差对测量结果的影响是比较显著的，尤其是在长距离测量定位中，测角误差对测量结果的影响显著增大，因此在精密工程测量和变形监测中，对于长边的观测，一定要想办法减小测角误差。
2.2测距误差的影响全站仪的测距误差包括固定误差和比例误差。
仪器测距的固定误差包括测距周期误差、加乘常数误差等。
测距周期误差和加乘常数误差具有相对稳定性和重复性，采取一定的观测方法可以相互抵消可不予考虑。
仪器精度分析
名词解释：1. 测量范围：所谓测量范围只在允许误差范围内一起的被测量值的范围。
2. 滞差：在输入量由小逐渐增大再由大逐渐减小的过程中，对用一大小的输入量出现不同大小的输出量，这种由于测量行程方向的不同，对应于同一出入量产生输出的差异统称为滞差。
3. 零值误差：指当测量为零值时，测量仪器示值相对于零的差值，也可说是测量仪器的零位误差。
4. 示值误差：指测量仪器的示值与被测量的真值之差。
5. 齿轮空会：齿轮机构在工作状态下，输入轴方向回转时，输出轴产生的滞后量。
6. 准确度：测量仪器给出接近于真值的响应能力。
7. 等效节点：将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来，次虚线和光轴的交点为J 0，则透镜绕点J 0微量转动，像点不懂，称为J 0透镜的等效节点，称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
8. 螺旋线误差：螺杆旋转一个螺距周期，在同一半径的圆柱截面内，加工形成的螺旋线轨迹与理论螺旋线轨迹之差。
9. 灵敏度：即仪器对被测量变化的反应能力。
S=xL 10. 阿贝原则：所谓阿贝原则，即被测尺寸与标准尺寸在测量方向的同一直线上，或者说，被测量轴线只有在基准轴线的延长线上，才能得到精确的测量结果。
11. 螺距积累误差：在给定长度范围内，任意两牙间的距离对公称尺寸偏差的最大代数和。
12. 视差：指示器与标尺表面不在同一平面时，观察者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所引起的误差。
13. 漂移：指仪器特性随时间的缓慢变化，通常表现为零位或灵敏度随时间的缓慢变化，风别称为零点漂移和灵敏度漂移。
14. 等效节平面：将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来，次虚线和光轴的交点为J 0，则透镜绕点J 0微量转动，像点不懂，称为J 0透镜的等效节点，称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
15.量化误差：由于脉冲数字系统中，用脉冲或数码表示连续变化的物理量，因此介于两个脉冲或两个数码之间的值只能用与它相接近的脉冲或数码表示，这样便产生了误差。
rtk测量精度分析分析
目录
• RTK测量概述 • RTK测量精度的影响因素 • 提高RTK测量精度的措施 • RTK测量精度的验证方法 • RTK测量精度在实践中的应用
01
RTK测量概述
RTK测量是什么
RTK测量是指实时动态测量，是一种高精度的卫星定位技术 ，通过接收机接收卫星信号，结合基准站信息和用户站信息 进行实时数据处理，实现高精度定位。
进行重复测量
对同一地点进行多次重复测量，以获取更准确的数据。 制定合理的重复测量次数，确保数据的稳定性和可靠性。
利用数据处理软件进行后处理
使用专业的数据处理软件，对测量数据进行滤波和修正，以 减小误差。
对处理后的数据进行统计分析和评估，确保测量结果的可信 度和精度。
04
RTK测量精度的验证方法
02
RTK测量精度的影响因素
卫星信号质量
卫星信号的覆盖范围和穿透能力
RTK测量依赖于卫星信号，良好的信号覆盖范围和较强的穿透能力可以提高 测量精度。
信号多路径传播和干扰
卫星信号在传播过程中可能会遇到建筑物、地形等阻挡，导致信号质量下降 。同时，其他无线电信号也可能干扰卫星信号，影响测量精度。
接收设备性能
天气条件
天气条件如雨雪、大雾等也会影响RTK测量精度，因为这些 因素可能会影响卫星信号的传播。
测量时间
数据采集时间
RTK测量精度在不同时间段内会有所不同，如卫星分布和数量会随着时间变 化而变化，因此选择合适的测量时间可以提高测量精度。
数据处理时间
RTK测量数据处理时间也会影响测量精度，因为数据处理算法和软件可能需要 一定的时间来处理数据并计算出结果。
能。
05
RTK测量精度在实践中的应 用
仪器仪表的精确度分析_高华
>才智/208仪器仪表的精确度分析高华 朱海龙 郑州光力科技股份有限公司 郑州 450000摘要：本文先给出了表征仪器仪表的精确度的相关参数和指标，然后针对某款仪器的测量数据，对其精确度进行了计算，并给出了详细的计算步骤。
关键词：仪器仪表；精确度；计算步骤；计算方法仪器仪表发挥其作用的方式是测量，各种形式的测量构成了一个完整的体系，保证国家经济建设的正常运行。
保证测量结果的准确性是仪器仪表生产厂商所必须承担的责任。
但是，任何测量都是有误差的，不能够完全准确地与真实值相符合，这与仪器仪表的制造水平有很大的关系。
1.仪器仪表精确度的表征方法用误差的形式来表达该值偏离真实值的程度。
这就涉及到了仪器仪表的精度问题，仪器仪表的“精确度”表征的是测量结果是否可信的度量，其相似的属于还包括准确度、精密度和正确度。
准确度：表征测量结果和真实值之间相符合的程度，是测量中的系统误差和随机误差的综合反映；精密度：表征的是测量结果之间相一致的程度，是测量结果中随机误差大小的反应。
当然测量时应尽量保证测量的条件时相同的；正确度：表征的系统误差的大小，反映了测量结果中系统误差的影响程度；不确定度：是对真实值所处量值范围的评价和判断，也是测量中无法修正的部分。
2.仪器仪表精确度的计算下面将根据某测量仪器的测量数据，给出详细的计算过程和计算步骤。
1）对仪器仪表进行校准。
通过对已知的标准值或可以作为标准值的标准装置的测量，标定仪器仪表。
2）对同一个标准值进行五次以上的测量，并记录下来读数。
测量时要尽量保证减少人为操作的误差。
3）记录5-10组读数值。
在保证测量条件一直的情况下，可以在组与组之间有一定的时间间隔。
如表1所示。
4）计算每一组的平均值，结果如表1所示，i X =11n ∑=11n j i jX 其中，i=6，1n =5。
5）计算各组的标准差i S ，结果如表1所示，iS =∑=−−1121)(11n j i i j X X n 6）计算测量结果的总的平均值X =∑=2121nj iX n 表1测量及部分计算结果7）计算总的标准差p S 。
测量仪器的精度误差
测量仪器的精度误差一、测量误差的定义误差常见的表示方法有：绝对误差、相对误差、引用误差。
1）绝对误差：测量值x*与其被测真值x之差称为近似值x*的绝对误差，简称ε。
计算公式：绝对误差= 测量值- 真实值；2）相对误差：测量所造成的绝对误差与被测量（约定）真值之比乘以100%所得的数值，以百分数表示。
计算公式：相对误差=（测量值- 真实值）/真实值×100%（即绝对误差占真实值的百分比）；3）测量的绝对误差与仪表的满量程值之比，称为仪表的引用误差，它常以百分数表示。
引用误差=（绝对误差的最大值/仪表量程）×100%引用误差越小，仪表的准确度越高，而引用误差与仪表的量程范围有关，所以在使用同一准确度的仪表时，往往采取压缩量程范围，以减小测量误差举个例子，使用万用表测得电压1.005V，假定电压真实值为1V，万用表量程10V，精度（引用误差）0.1%F.S，此时万用表测试误差是否在允许范围内？分析过程如下：绝对误差：E = 1.005V - 1V = +0.005V；相对误差：δ=0.005V/1V×100%=0.5%；万用表引用误差：10V×0.1%F.S=0.1V；因为绝对误差0.005V<0.1V，所以10V量程引用误差0.1%F.S的万用表，测量1V相对误差为0.5%，仍在误差允许范围内。
二、测量误差的产生绝对误差客观存在但人们无法确定得到，且绝对误差不可避免，相对误差可以尽量减少。
误差组成成分可分为随机误差与系统误差，即：误差=测量结果-真值=随机误差+系统误差因此任意一个误差均可分解为系统误差和随机误差的代数和系统误差：1）系统误差（Systematic error）定义：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
产生原因：由于测量工具（或测量仪器）本身固有误差、测量原理或测量方法本身理论的缺陷、实验操作及实验人员本身心理生理条件的制约而带来的测量误差。
测量仪器精度分析
举例：立式光学计的制造误差分析
y s0 = a 2f
⒈ 分划板 分划板：刻尺的分划误差，
位置不垂直光轴， 安装不在物镜的焦距上
物镜：畸变、焦距误差 ⒉ 物镜
反射镜：杠杆臂长≠a ⒊ 反射镜 测杆：与导套之间的配合间隙 ⒋ 测杆
⒈ 分划板上刻尺的分划误差Δ1所引起的局部误差e1
y s0 a 2f
Δf = y sin θ ≈y θ
a s = 2f
∴ Δs = s f
y
Δf = s yθ f
分划板不垂直光轴引起的误差
三、仪器误差的综合
误差综合:将局部误差合成为仪器总误差。 由于影响仪器误差的因素很多，各源误差的性质 不同，综合的方法也不同。
1、系统误差
（1）已定系统误差 （2）未定系统误差
s y 2 f ∴ a
即：
s0 a
2f
立式光学计原理图
(y 为刻尺在 O’ 点的示值的真值， s0 为被 测量理论值)
原理
当反射镜为垂直光轴时，像与原像重合， 即y =0。
当测量时测杆移动s 距离后，反射镜绕支
点摆动φ 角。且：
2tg y f tg 2 f 1 tg 2
y
原理
当反射镜为垂直光轴时，像与原像重合， 即y =0。
O’
当测量时测杆移动s 距离后，反射镜绕支
点摆动φ 角。且：
s tg a
（1）
反射光线偏转 2φ角。则在分划板上的刻 尺的像偏移度y： （2） y f tg2 ∵s 为微小位移量， ∴tgφ≈φ ，tg2φ≈2φ。 由于近似线性的处理，便 y 造成了原理误差 Δ s。
l l Δl Δa = sinα ≈ tgα = 2 2 2h
全站仪测量精度分析
武汉大学测绘学院毕业论文专业班级：工程测量6班姓名：刘亚鹏学号：200853103671题目：全站仪测量精度分析指导教师：张朝玉摘要随着电子技术的发展，GPS与全站仪的普及越来越广，而测距精度已大大提高。
三角高程测量作为高程控制测量的一种有效手段，已受到广大测绘工作者的青睐。
全站仪测距精度高，使用十分方便，可以同时测定角度、距离和高差，具有精度高、速度快、使用十分方便、作业效率高的特点，特别是在许多用水准测量方法十分困难的地区，用电子测距三角测量方法能很方便地进行高程测量。
通过实地地段分析和测量并且进行了计算，通过EXCEL软件对测量数据进行整理分析，应用数学方法的辅助分析，比较出其测量方法的精度。
[关键词] 全站仪三角高程对向观测法水准式观测法精度AbstractWith the development of electronic technology, GPS Total Station and the growing popularity of wide, and the location accuracy has been greatly enhanced. 1.30 elevation measurement as a measurement of height control an effective tool, has been mapping the broad masses of workers of all ages. Total Station range of high precision, easy to use, while in perspective, distance and height difference, with high precision, speed, the use of a convenient, efficient operating characteristics, especially the standard of measurement used in many ways very difficult , The electronic location triangulation method can be easily measured for height. Through field measurement and analysis and lots were calculated by measuring EXCEL software to collate data analysis, applied mathematical methods of supporting analysis, to compare the accuracy of its measurement methods.[Keywords] Total Station Trigonometric Leveling Method Reciprocal trigonometric levelling Standard trigonometric levelling Accuracy目录第1章绪论 (3)1．1测绘的发展 (4)1.2研究背景 (4)1.3研究方法 (5)1.3.1对向观测法 (5)1.3.2水准式观测法 (6)第2章测量数据 (8)2.1 测量类型 (8)2.2 测量数据 (8)第3章精度分析 (12)3.1理论研究 (13)3.2 数据分析 (14)第4章精度及作业方法的比较 (15)4.1精度比较 (16)4.2作业方法比较 (17)第5章结论 (17)参考文献 (18)第一章绪论1．1测绘的发展科学的产生和发展是由生产决定的。