[工学]电子测量技术_第二章_测量误差分析与数据处理.pptVIP

项目二 测量误差分析和数字式万用表的使用 主要任务务 任务1： 测量误差的基本原理和测量数据的处理 任务2：数字式万用表的使用 问题 引入 什么是准确度，精密度、精确度？ 射击误击误 差 示意图图 相关关知识识 测测量的目的：获获得被测测量的真值值。 真值值: 在一定的时间时间 和空间环间环 境条件下， 被测测量本身所具有的真实实数值值。 1.2 测测量误误差 1.2.1测测量误误差的表示方法 测测量误误差有绝对误绝对误 差和相对误对误 差两种表示方法。 1.绝对误绝对误 差 （1）定义义：由测测量所得到的被测测量值值与其真值值之差，称为为 绝对误绝对误 差。 实际应实际应实际应实际应 用中常用用中常用实际值实际值实际值实际值 A A（高一（高一级级级级以上的以上的测测测测量量仪仪仪仪器或器或计计计计量量 器具器具测测测测量所得之量所得之值值值值）来代替真）来代替真值值值值。 绝对误绝对误绝对误绝对误 差：差： 有大小，又有符号和量纲有大小，又有符号和量纲 1.2.1测测量误误差的表示方法 （2）修正值值（校正值值 ） 测测量仪仪器的修正值值可以 通过过上一级标级标 准的检检定 给给出，修正值值可以是数 值值、表格、曲线线或函数 表达式等形式。 被测测量的实际值实际值 ： 1.2.1测测量误误差的表示方法 2.相对误对误 差 例：测测量足球场场的长长度和永城到商丘市的距离，若绝对误绝对误 差都为为1米，测测量的准确程度是否相同？ （1）真值值相对误对误 差定义义： 绝对误绝对误 差与被测测量的真值值之比。 相对对误误误误差是两个有差是两个有 相同量相同量纲纲纲纲的量的比的量的比 值值值值，只有大小和符，只有大小和符 号，没有号，没有单单单单位。位。 1.2.1测测量误误差的表示方法 （2）实际实际 相对误对误 差：用实际值实际值 A代替真值值A0 （3）示值值相对误对误 差：用测测量值值X 代替实际值实际值 A 1.2.1测测量误误差的表示方法 例子： 1.2.1测测量误误差的表示方法 （4）满满度相对误对误 差 用测测量仪仪器在一个量程范围围内出现现的最大绝对误绝对误 差与该该量 程值值（上限值值下限值值）之比来表示的相对误对误 差，称为为 满满度相对误对误 差（或称引用相对误对误 差）。 电电工仪仪表就是按引用误误差 之值进值进 行分级级的。是仪仪表在 工作条件下不应应超过过的最大引用相对误对误 差。 我国电电工仪仪表共分七级级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5 及5.0。如果仪仪表为为S级级，则说则说 明该仪该仪 表的最大引用误误差 不超过过S%。 1.测量过程中产生的误差 (1)仪器误差：仪仪器本身及其附件引入 (2)影响误差：各种环环境因素与要求不一致 (3)方法误差和理论误差 测测量方法不合理所造成，采用近似公式 计计算 (4)人员误差 测测量者本身分辨能力、视觉视觉 疲劳劳、固有 习惯习惯 等 (5)被测量的不稳定误差 1.2.2产产生测测量误误差的来来源 2. 处理数据时产 生的误差 （1）有效数字的化整误差 （2）利用各种数学 常数引起的误差 （3）各种近似计算带来 的误差 （4）利用各种物理常数时产 生的误差 1.2.3 仪仪表的一般选择选择 原则则 例1： 某待测电测电 流约为约为 100mA，现现有0.5级级量程为为0-200mA和 1.5级级量程为为0-100mA的两个电电流表，问问用哪一个电电流表 测测量较较好？ 解：用解：用0.50.5级级级级量程量程为为为为0-200mA0-200mA电电电电流表流表测测测测100mA100mA时时时时，最大，最大 相相对误对误对误对误 差差为为为为 用用1.51.5级级级级量程量程为为为为0-100mA0-100mA电电电电流表流表测测测测量量100mA100mA时时时时，最大相，最大相对对对对 误误误误差差为为为为 例2. 要测一个12v左右的电压 ，现在有两块电 压表，其中有一块量成为150v、1.5级， 另一块量程为15V，2.5级，问选 用哪块 电压 表合适？ 1.4测量结果的表示和数据的处理 1.4.1测测量结结果的表示 包括两方面：数值值和单单位 测测量值值加不确定度 1.4.2有效数字的处理 什么是有效数字？ 指从最左边一位非零数字算起，到含有误差 的那位存疑数字为止的所有数字。 注意: (1) 0在最左边为 非有效数字。 （2）有效数字位数与测 量误差的关系。 （3）有效数字不能因选用的单位变化而改 变。 有效数字的处理 为为了使测测量结结果的表示准确唯一，计计算简简便 ，所以在处处理数据时时要进进行舍入处处理。 在测测量技术术中数据舍入规则规则 ： （1）小于5舍去末位不变变。 （2）大于5进进1 在末位增1。 （3）等于5时时，取偶数当末位是偶数，末 位不变变；末位是奇数，在末位增1（将末位凑 为为偶数）。 数据舍入规则 例：将下列数据舍入到小数第二位。 12.434412.43 63.7350163.74 0.694990.69 25.325025.32 17.695517.70 123.1150123.12 课堂练习题 有一电源变压器如图所示，已知原圈与两个副 圈的圈数比w12:w34:w45=1:2:2，用最大量程为 500V的交流电压表量副圈w34电压，要求相对误差 小于2%，问应该选哪个级别的电压表？ V 1 220V 50Hz 1 2 V 2 V 3 4 5 任务二 数字式万用表 一个顾客来到汽车维修部，说，他在行驶途中，发现汽车仪表盘上充电指示 灯亮了，说明汽车充电系统有故障，请你找一下故障。王师傅用数字万用表检测 后发现发电机出现故障。你会检测吗？ 案例导入 一、 数字式万用表（DT890B+为例） （ 1） 操作名称： 操作活动 数字万用表测量电阻、电压、电流、电容。 （ 2） 需用器材： （ 3） 学习目标 学会正确使用数字万用表 （会用万用表测量电阻、交流直 流电压、电流、电容） 数字万用表、点火线圈、蓄电池等 （ 1）测量电阻（现以一只点火线圈为例） 4. 操作步骤： 步骤： 1选择量程： 估算：可以查资料获得点火线圈次级绕阻电阻 值为7.8K。 选择： 根据阻值范围，把万用表的量程选择开关旋到 欧姆档的合适量程档上。 2 测试： 所测得的电阻值为7.85K 。 然后将两根表棒分别接触 被测电阻两端，注意线圈电阻 必须与其它元件断开。 3读数： 使用电阻档时，显示屏显示“1”。表示电阻无穷大或阻值超过范围。 当显示“ ” 时，表示电池不足。 （ 2）测量电压（现以测量车上蓄电池电压为例） 步骤： 1选择量程： 估算： 选择： 蓄电池为直流电压为12V。 根据估算电压范围，选择旋钮20V量程 。 然后将两根表棒分别接触被测蓄电池两端， 2测试： 注意:红表笔接红色端或“+”端，黑表笔 接黑色端或“”端 所测得的电压值为12.76V。 3读数： 如果不知道被测电压范围，怎么办？（不能在测量中改变量程）。 如果显示器只显示“1”，怎么办？ 请你用电压法检查一下汽车保险丝的是否正常？ 请你测量汽车上大灯的电压？ （ 3）测量直流电流（现以测量发动机点火系低压直流电流） 将黑色测试棒置于“COM”公共插口，红色测试棒插入“MA” 插口。 步骤：1插好表棒： 2选择量程： 估算： 点火初级得被测电流约为5A 选择： 转换开关拨至20A档位。 4测试： 所测得的电压值为 4.08A。 先让断电器触点闭合， 然后把万用表串接在点 火线圈初级回路中， 再把点火开关打开。 5读数： 警告注意安全标志。 表示输入电流不应超过标准值。 （ 4）测量电容：（现以一只瓷片电容为例） 看电容器的容量标志来判断电容的大小，“473”电容的大小为 47103PF=47nF。 开关旋到电容挡200n。 步骤： 1 选择量程： :估算: 选择： 所测得的电容值为42.5nF。 2 测试： 电容器两极插入测量电容器插孔。 3读数： 用电阻档测量电容，你认为对吗？ 请测出图示三个电容是数值？ 2. 任务实施 一、任务目的 1、学会数字万用表的基本使用方法 2、提高测量电路的能力。 3、学习数据处理的方法。 4、提高实际电路的装接能力。 二、实验仪器 数字万用表，实验台，导线，电容元件