誤差理論與資料處理知識總結

2022-11-29 09:42:04 字數 4359 閱讀 4753

第一章緒論

1.1研究誤差的意義

1.1.1研究誤差的意義為:

1)正確認識誤差的性質,分析誤差產生的願意,以消除或減小誤差

2)正確處理測量和試驗資料,合理計算所得結果,以便在一定條件下得到更接近於真值的資料

3)正確組織實驗過程,合理設計儀器或選用儀器和測量方法,以便在最經濟條件下,得到理想的結果。

1.2誤差的基本概念

1.2.1誤差的定義:誤差是測得值與被測量的真值之間的差。

1.2.2絕對誤差:某量值的測得值之差。

1.2.3相對誤差:絕對誤差與被測量的真值之比值。

1.2.4引用誤差:以儀器儀表某一刻度點的示值誤差為分子,以測量範圍上限值或全量程為分母,所得比值為引用誤差。

1.2.5誤差**:1)測量裝置誤差 2)環境誤差 3)方法誤差 4)人員誤差

1.2.6誤差分類:按照誤差的特點,誤差可分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差三類。

1.2.7系統誤差:在同一條件下,多次測量同一量值時,絕對值和符號保持不變,或在條件改變時,按一定規律變化的誤差為系統誤差。

1.2.8隨機誤差:在同一測量條件下,多次測量同一量值時,絕對值和符號以不可預定方式變化的誤差稱為隨機誤差。

1.2.9粗大誤差:超出在規定條件下預期的誤差稱為粗大誤差。

1.3精度

1.3.1精度:反映測量結果與真值接近程度的量,成為精度。

1.3.2精度可分為:

1)準確度:反映測量結果中系統誤差的影響程度

2)精密度:反映測量結果中隨機誤差的影響程度

3)精確度:反映測量結果中系統誤差和隨機誤差綜合的影響程度,其定量特徵可用測量的不確定度來表示。

1.4有效數字與資料運算

1.4.1有效數字:

含有誤差的任何近似數,如果其絕對誤差界是最末位數的半個單位,那麼從這個近似數左方起的第乙個非零的數字,稱為第一位有效數字。從第一位有效數字起到最末一位數字止的所有數字,不論是零或非零的數字,都叫有效數字。

1.4.2測量結果應保留的位數原則是:其最末一位數字是不可靠的,而倒數第二位數字應是可靠的。

1.4.3數字捨入規則:保留的有效數字最末一位數字應按下面的捨入規則進行湊整:

1)若捨去部分的數值,大於保留部分的末位的半個單位,則末位加一

2)若捨去部分的數值,小於保留部分的末位的半個單位,則末位不變

3)若捨去部分的數值,等於保留部分的末位的半個單位,則末位湊成偶數。

1.4.4資料運算規則:

1)在近似數加減運算時,運算資料以小數字數最少的資料位數為準

2)在近似數乘除運算、平方或開方運算時,運算資料以有效位數最少的資料位數為準

3)在對數運算、三角函式運算時,資料有效位數應查表得到。

第二章誤差的基本性質與處理

2.1隨機誤差

2.1.1隨機誤差的產生原因:1)測量裝置方面的因素 2)環境方面的因素 3)人員方面的因素。

2.1.2隨機誤差一般具有以下幾個特性:對稱性,單峰性,有界性,抵償性。

2.1.3正態分佈:服從正態分佈的隨機誤差均具有以上四個特徵,由於多數隨機誤差都服從正態分佈,因而正態分佈在誤差理論中占有十分重要的地位。

2.1.4算術平均值:在系列測量中,被測量的n個測得值的代數和除以n而得到的值稱為算術平均值。

2.1.5殘餘誤差:

一般情況下,被測量的真值為未知,可用算術平均值代替被測量的真值進行計算: [=l{}_\\bar', 'altimg': '', 'w':

'73', 'h': '37'}] , υi為li的殘餘誤差。

2.1.6算術平均值的計算校核:算術平均值及其殘餘誤差的計算是否正確,可用求得的殘餘誤差代數和來校核。其規則為

1)殘餘誤差代數和應符合:

當[^}=n\\bar', 'altimg': '', 'w': '81', 'h':

'68'}],求得的[', 'altimg': '', 'w': '14', 'h':

'34'}]為非湊整的準確數時,[^}', 'altimg': '', 'w': '47', 'h':

'68'}]為零;

當[^}n\\bar', 'altimg': '', 'w': '74', 'h':

'68'}],求得的[', 'altimg': '', 'w': '14', 'h':

'34'}]為湊整的非準確數時,[^}', 'altimg': '', 'w': '47', 'h':

'68'}]為正,其大小為求[', 'altimg': '', 'w': '14', 'h':

'34'}]是的餘數;

當[^}n\\bar', 'altimg': '', 'w': '74', 'h':

'68'}],求得的x為湊整的非準確數時,[^}', 'altimg': '', 'w': '47', 'h':

'68'}]為負,其大小為求x是的虧數。

2)殘餘誤差代數和絕對值應符合:

當n為偶數時,[\\sum\\limits_^}\\end≤\\fraca', 'altimg': '', 'w': '122', 'h': '68'}];

當n為奇數時,[\\sum\\limits_^}\\end≤\\begin\\frac0.5\\enda', 'altimg': '', 'w':

'175', 'h': '68'}]。

2.1.7測量的標準差:測量的標準偏差簡稱為標準差,也可稱之為方均根誤差。

2.1.8單次測量的標準差σ是表徵同一被測量的n次測量的測得值的分散性的引數,可作為測量列中單次測量不可靠性的評定標準。

2.1.9在等精度測量列中單次測量的標準差按下式計算:[^^}}}', 'altimg': '', 'w': '94', 'h': '109'}]

2.1.10貝塞爾公式:

[^^}}}', 'altimg': '', 'w': '94', 'h':

'109'}]據此式可由殘餘誤差求的單次測量的標準差的估計值。

2.1.11評定單次測量不可靠性的引數還有或然誤差[\\sqrt^^}}}', 'altimg':

'', 'w': '109', 'h': '109'}]和平均誤差[\\sqrt^^}}}', 'altimg':

'', 'w': '109', 'h': '109'}]。

2.1.12算術平均值的標準差[}', 'altimg':

'', 'w': '24', 'h': '25'}]是表徵同一被測量的各個獨立測量列算術平均值分散性的引數,可作為算術平均值不可靠性的評定標準。

2.1.13在n此測量的等精度測量列中,算術平均值的標準差為單次測量標準差的[^/{}_}', 'altimg':

'', 'w': '40', 'h': '36'}],當測量次數n愈大時,測量精度越高。

2.1.14標準差的其他計算方法:

1)別捷爾斯法 [^υ_\\end}}}', 'altimg': '', 'w': '183', 'h': '102'}]

2)極差法 [=x_-x_', 'altimg': '', 'w': '124', 'h':

'23t': 'latex', 'orirawdata': 'σ=\\frac}}', 'altimg':

'', 'w': '57', 'h': '49'}]

3)最大誤差法 [υ_\\end_}]

2.1.16極限誤差:測量的極限誤差是極端誤差,測量結果的誤差不超過該極端誤差的概率為p。

2.1.17單次測量的極限誤差:[x=±tσ_}', 'altimg': '', 'w': '109', 'h': '25'}]。

2.1.18算術平均值的極限誤差:

正態分佈:[\\bar=±tσ_}', 'altimg': '', 'w':

'110', 'h': '37'}];t分布:[\\bar=±t_σ_}', 'altimg':

'', 'w': '118', 'h': '37'}]。

2.1.19不等精度測量:不同的測量條件、不同的儀器、不同的測量方法、不同的測量次數和不同的測量者。

2.1.20權:各測量結果的可靠程度可用一數值來表示,這個數值即為權。

2.1.21單位權化:使權數不同的不等精度測量列轉化為具有單位權的等精度測量列。

2.1.22隨機誤差的其他分布:均勻分布、反正弦分布、三角形分布、x分布、t分布、f分布等。

2.2系統誤差

2.2.1系統誤差的產生原因:

系統誤差是由固定不變的或按確定規律變化的因素所造成的。這些因素可以是1)測量裝置方面的因素 2)環境方面的因素 3)測量方法的因素 4)人員方面的因素。

2.2.2系統誤差的特徵:在同一條件下,多次測量同一量值時,誤差的絕對值和符號保持不變,或者在條件改變時,誤差按一定的規律變化。

2.2.3系統誤差的種類:不變的系統誤差,線性變化的系統誤差,週期性變化的系統誤差。

2.2.4系統誤差的發現:

2.3粗大誤差

《誤差理論與資料處理》複習大綱

題型主要包括 術語解釋 簡答題 問答分析題 計算題。需要計算器 直尺。參考書目 誤差理論與資料處理 費業泰主編,機械工業出版社,2010年第六版考試內容 第一章緒論 掌握 誤差存在的特性 p1 絕對誤差的定義和表示法 p2 誤差 p3 誤差分類 p3 p4 有效數字位數識別 p6 第二章誤差的基本性...

《誤差理論與資料處理》實驗指導書

研究誤差的意義 1正確認識誤差的性質,分析誤差產生的原因。以減小或消除誤差。2正確處理測量和實驗資料,合理計算所得結果,以便在一定條件下得到更接近於真值的資料。3正確組織實驗過程,合理設計儀器或選用儀器和測量方法,以便在最經濟條件下得到理想的結果,誤差 就是測量值與真實值之間的差,用下式表示 誤差 ...

誤差理論與資料處理試卷解答 大字型

一 判斷題 本大題共10小題,每小題1分,共10分 判斷下列各題,正確的在題後括號內打 錯的打 1.研究誤差的意義之一就是為了分析誤差產生的原因,以消除或減小誤差。p1 2.絕對誤差的大小反映了測量的精度。p2 3.環境對測量結果沒有影響。p3 4.精確度反映了測量誤差的大小。p4 5.在測量結果中...