1-3传感器的误差和精度

2.2 误差的分类—— 随机误差
对于随机误差不能用简单的修正值来修正，当测量次 数足够多时， 随机误差就整体而言，服从一定的统计规 律，通过对测量数据的统计处理可以计算随机误差出现的 可能性的大小。 思考：随机误 差处理方法？
误差的分类——
系统误差
2.系统误差：在同一测量条件下，多次测量被测量时， 绝对 值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律（如线性、 多项式、 周期性等函数规律）变化的误差称为系统误差。前者 为恒值系统误差， 后者为变值系统误差。
标称值（示值）：各种仪表读数。
测量误差的基本概念——
测量误差定义
测量误差：测得结果与被测量的量的真实值。 但在测
量过程中由于种种原因，例如，传感器本身性能不十分优良， 测量方法不十分完善，外界干扰的影响等，造成被测量的测 得值与真实值不一致，因而测量中总是存在误差。
予以修正。
误差的分类——
粗大误差
3. 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差称为粗大误 差， 粗大误差又称疏忽误差。 这类误差的发生是由于测量者疏忽大意，测错、读错或环 境条件的突然变化等引起的。含有粗大误差的测量值明显地 歪曲了客观现象， 故含有粗大误差的测量值称为坏值或异常 值。 在数据处理时，要采用的测量值不应该包含有粗大误差， 即所有的坏值都应当剔除。
测量误差的基本概念——
相对误差的定义由下式给出：
误差表示方法
2. 相对误差：测量的绝对误差与被测量真实值之比。
100 % L
式中：δ——实际相对误差， 一般用百分数给出 Δ——绝对误差 L——真值。 由于被测量的真值 L无法知道，实际测量时用测量值 x代替 真值L进行计算，称为标称相对误差， 即
思考：系统误 差如何修正？
误差的分类——
系统误差的原因
系统误差
如材料、零部件及工艺缺陷，环境温度和湿度，压力变
化和外界干扰，测量方法不完善，零点未调整，采用近似的
计算公式，测量者的经验不足等等。
系统误差的修正 对于系统误差，首先要查找误差根源，并设法减小和 消除，系统误差有规律，可以通过实验方法或引入修正值
100 % x
测量误差的基本概念——
误差表示方法
3. 满度（引用）相对误差：绝对误差与测量仪表满量程值 比，又称满量程相对误差。 即
100% 测量范围上限 测量范围下限
式中： γ——引用误差； Δ——绝对误差。
仪表精度等级是根据最大引用误差来确定的。 我国仪表分七级，即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0. 例如， 0.5 级表的引用误差的最大值不超过±0.5%； 1.0 级表的 引用误差的最大值不超过±1%
测量误差的基本概念——
按使用条件分类：
误差表示方法
4. 基本误差 ：是指传感器或仪表在规定的标准条件下所具 有的误差。例如，某传感器是在电源电压(220±5)V、 电网 频率 (50±2) Hz、环境温度 (20±5)℃、湿度 65%±5%的条 件下标定的。如果传感器在这个条件下工作，则传感器所具 有的误差为基本误差。 5. 附加误差：是指传感器或仪表的使用条件偏离额定条件 下出现的误差。例如，温度附加误差、频率附加误差、 电 源电压波动附加误差等。
测量误差的基本概念—— 误差表示方法
测量误差的表示方法有多种，含义各异。 1. 绝对误差：被测量的示值与约定真值之间的差值。
绝对误差可用下式定义：
Δ=x-L 式中: Δ——绝对误差； x——测量值； 、
思考：绝对误 差能否客观说 明测量质量？
L——真值，一般为约定真值或相对真值。
绝对误差是有正、 负，并与被测量同量纲。
1-3 传感器基本误差和精度
测量误差的基本概念 误差的分类 测量数据的处理
测量误差的基本概念——
真值：被测量的真正值。它是一个理想的概念，一般是 无法得到的，未知的。 约定真值：用基准期的量值代替真值。是一个接近真值 的值，它与真值之差可忽略不计。譬如基准单位米、克等的 定义。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的 测量值之平均值作为约定真值。 实际测试中真值无法确定，一般用约定真值来代替。
误差的分类——
随机误差
根据测量数据中的误差所呈现的规律及产生的原因可将其 分为系统误差、随机误差和粗大误差。 1. 随机误差：由于偶然因素影响引起的误差。在同一测量 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 之差。重复性条件包括： 相同的测量程序，相同的观测者， 在相同的条件下使用相同的测量仪器，相同的地点，在短时 间内重复测量。