第二章第节 测量结果的数据处理实例

.,1,2.1随机误差一、随机误差产生的原因二、随机误差的分布及其特性三、算术平均值四、测量的标准差五、标准偏差的几种计算方法六、测量的极限误差七、不等精度测量八、随机误差的其他分布九、减小随机误差的技术途径2.2系统误差一、研究系统误差的重要意义二、系统误差产生的原因,三、系统误差的分类和特征四、系统误差对测量结果的影响五、系统误差的发现六、系统误差的消除2.3粗大误差一、粗大误差产生的原因二、判别粗大误差的准则三、防止与消除粗大误差的方法2.4三类误差性质与特征小结2.5测量结果的数据处理实例一、等精度测量数据处理二、不等精度测量数据处理,第二章误差的基本性质与处理,.,2,第五节测量结果的数据处理实例,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,例2-22对某一轴径等精度测量9次得到下表数据，求测量结果,.,3,假定该测量列不存在固定的系统误差，则按照下列步骤求测量结果1、求算术平均值（2-8）2、求残余误差（2-9）3、校核算术平均值及其残差规则2进行校验：A=0.001mmn=9以上结果计算正确,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,4,4、判断系统误差1）残差观察误差符号大体正负相同，且无显著变化规律该测量列无变化的系统误差存在2）残差校核：n=9因差值较小，该测量列无变化的系统误差存在,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,5,5、求测量列单次测量的标准差1）贝塞尔公式（2-8）2）别捷尓斯公式（2-26）两种方法标准差之比无系统误差存在,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,6,6、判断粗大误差1）3判别准则测量次数较少，不适用2）格罗布斯判别准则排序先判断是否含有粗大误差查表2-13无粗大误差存在,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,7,7、求算术平均值的标准差（2-21）8、求算术平均值的极限误差因测量次数较少，算术平均值的极限误差按t分布计算已知取查附表3，得9、写出最后测量结果1）用算术平均值及其极限误差来表示（置信概率95%）2）用算术平均值及其标准差来表示（置信概率68.3%）,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,8,课外：在立式光学比较仪上检定的量块。所用基准量块为4等，其中心长度的实际偏差为，检定的极限误差。测量时恒温条件为。10次重复测量值（单位）为+0.5，+0.7，+0.4，+0.5，+0.3，+0.6，+0.5，+0.6，+1.0，+0.4。试求此测量方法的极限测量误差，并写出最后结果。,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,9,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,解：按测量顺序，用表格记下测量数据,1、求算术平均值,2、求各测得值的残余误差,3、求标准差,.,10,4、判断有无粗大误差1）按罗曼诺夫斯基准则，首先怀疑第9个测得值含有粗大误差，将其剔除，根据剩下的9个测得值计算算数平均值及标准差，得选取显著度，已知n=10查表得k(10,0.05)=2.43则因故第9个测得值含有粗大误差，应予剔除。剩下9个测得值，再重上述步骤，由判别可知不再含有粗大误差,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,.,11,4、判断有无粗大误差2）按格罗布斯准则，按测得值的大小，顺序排列得令有两测得值可怀疑，但由于故应先怀疑是否含有粗大误差查表得则故表中第9个测得值含有粗大误差，应予剔除。,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,12,4、判断有无粗大误差2）按格罗布斯准则剩下9个测得值，再重上述步骤，判别是否含有粗大误差查表得则故可判别不含有粗大误差而各皆小于2.11，故可认为其余测得值也不含有粗大误差。,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,13,4、判断有无粗大误差3）按狄克松准则，按测得值的大小，顺序排列得首先判别最大值因n=10，故计算统计量查表得则故表中第9个测得值含有粗大误差，应予剔除,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,14,4、判断有无粗大误差3）按狄克松准则再判别最小值计算统计量则故表中第5个测得值不含有粗大误差。剔除测得值10.0010后，再检查其余测得值，此时n=9,。检查结果不含有粗大误差。根据以上三个粗大误差判断准则，均判断第9个测得值含有粗大误差，故应将第9个测得值予以剔除。,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,15,5、分析有无不变系统误差发现和消除不变系统误差的基本措施可用实验对比法，若不能从误差根源上及在测量过程中消除的不变系统误差，应确定修正值，对算术平均值进行修正。本例确定除所用之10mm四等量块有一修正值外，别无其他显著的不变系统误差。6、检查有无变化系统误差用残余误差校核法进行检查因代数和值为零，故测量列中无变化系统误差。,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,16,7、计算算术平均值的极限误差因n较少，按t分布确定，取显著度，自由度查t分布表得则,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,17,8、确定此测量方法总的极限误差除了算术平均值的极限误差和4等基准量块的检定的极限误差外，作为随机量的温度误差，在有限次重复测量的短时间内不能充分反映在测量结果里，故计算时要另作考虑。但由于被检量块与基准量块材料基本相同，其线胀系数相差甚微，同时被检量块基本尺寸又较小，故其温度误差的影响可忽略不计。则总的极限误差为9、最后测量结果,一、等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,，,.,18,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,例2-23对某一角度进行6组不等精度测量，各组测量结果如下：求最后测量结果。假定各组测量结果不存在系统误差和粗大误差，按照下列步骤求最后测量结果1）求加权算术平均值根据测量次数确定各组的权，,.,19,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,取再根据（2-46）求加权算术平均值，选取参考值则得,.,20,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,2）求残余误差并进行校验用加权残差代数和等于零来校核加权算术平均值及其残差的计算是否正确，即计算正确,.,21,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,3）求加权算术平均值的标准差（2-51）,.,22,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,4）求加权算术平均值的极限误差因为该角度的测量进行6组，共有120个直接测得值，服从正态分布，置信系数为t=3，测量结果的极限误差5）最后测量结果,.,23,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,课外：测量某一物理量，测量10组，每组20个测得值，数据在下表,.,24,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,进行处理得到的测量结果下表1）加权算术平均值不等精度测量列的加权算术平均值,.,25,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,作为比较，求得10个测量序列中的200个数据的平均值2）加权算术平均值的标准差不等精度测量列的加权算术平均值的标准差作为比较，求得200个数据的单次测量标准差和算术平均值标准差,.,26,二、不等精度直接测量列测量结果的数据处理实例,从上述结果容易看出，用200个数据作为样本的一次测量标准差要比用较小样本（20个数据）看到的标准差更加接近总体的分布特性；用200个数据作为样本的算术平均值要比不等精度算术平均值更加接近被测量真实值，相应的标准差也是前者好于