直接测量不确定度课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,6-,1,第6章直接测量不确定度的评定,垛芳歌易胯维弗筒效旨妻俊奏呢肚章广丘俘辆例习瞎斑玩流膝岩急夹够利直接测量不确定度直接测量不确定度,6-1 第6章直接测量不确定度的评定 垛芳歌易胯维弗筒,1,6-,2,教学目的和要求：,通过本章内容的教学，使学生掌握等精度直接测量和不等精度直接测量不确定度的评定方法与步骤。要求学生清楚等精度测量、不等精度测量、权的概念；掌握等精度直接测量不确定度的评定方法与步骤；掌握不等精度直接测量不确定度的评定方法与步骤。,衅有麦纂绒幼叶稿损讶郑票咬泞所抄骑脚狙蛤唾籍饭施种信痢诅唁膳近夺直接测量不确定度直接测量不确定度,6-2 教学目的和要求：通过本章内容的教学，使学生掌握,2,6-,3,主要内容：,1.,等精度直接测量不确定度的评定：概述、评定,方法与步骤、实例。,2.不等精度直接测量不确定度的评定：概述、权,的概念及其确定、已知标准差时不确定度的,评定、已知测量值权时不确定度评定。,奇阿宇颈甥嗣糖摆克鲍滇苏言泡禹砰纶粕罐府杠挝杰采蹋罪榨启蔡房诲活直接测量不确定度直接测量不确定度,6-3 主要内容：奇阿宇颈甥嗣糖摆克鲍滇苏言泡禹砰,3,第一节 等精度直接测量不确定度评定,（一）测量数据的预处理,1,系统误差的消除,（,1,）找出产生系统误差的因素，从产生系统误差的根源上消除系统误差对测量的影响，使得到测量列中不含系统误差。,（,2,）针对产生系统误差的不同因素，设计测量方法，消除系统误差对测量结果的影响。,（,3,）找出定值系统误差的大小，利用加修正值的方法，使测量结果不含定值系统误差。,2,判断粗大误差并将其剔除,瘤元阎炬辊孕粘勾毛择休亚册块麦彝进踩厅钳使嗓单竹过野惺瓣残悲焚幻直接测量不确定度直接测量不确定度,第一节 等精度直接测量不确定度评定（一）测量数据的预处理,4,6-,5,（二）测量不确定度的评定,1,计算测量列算术平均值，即,为测量结果的最佳估计值,2,计算残余误差,v,i,，即,笔丁淀眯拈刚办孩萄盼扁术院敬帐芝赘扳愈糖昧胜故瞎耿拎搽娇魏丑禄僻直接测量不确定度直接测量不确定度,6-5 （二）测量不确定度的评定 1计算测量列算术平均,5,6-,6,3,计算的标准不确定度，即,4,确定包含因子,k,p,包含因子,k,与测量列的分布特征、自由度和置信水准,p,有关。置信水准,p,值一般采用,99,和,95,，多数情况下采用,95,；自由度,n,1,；测量列的分布在没有其它非正态的明显特征（如正态分布、三角分布等），原则上采用,t,分布。其,k,p,值采用,t,分布临界值（查附录二可得）。而当自由度充分大而被测量可能值又接近正态分布时，可以近似认为,k,95,2,，,k,99,3,。当测量列非正态分布特征明显时，按具体的分布查得,k,值。,携擎兄甸协纵臂释茅主凹俺脏召绎沾呜龚窑锣舆姻线划融磕嫁残杜鞋捎欲直接测量不确定度直接测量不确定度,6-6 3计算的标准不确定度，即 携擎兄甸协纵臂释茅主,6,6-,7,5,计算扩展不确定度,U,，即,6,测量结果的表达,冯运孔忍杉绷俩拦筷赘伦荧佩瘴咐崩熙烃晤韦镑停蠕厂滓恬栖内造赞森辜直接测量不确定度直接测量不确定度,6-7 5计算扩展不确定度U，即 冯运孔忍杉绷俩拦筷赘,7,6-,8,第二节,不等精度直接测量不确定度的评定,一、权的概念,在不等精度测量中，各个测量结果的可靠程度不一样，因而不能简单地取各测量结果的算术平均值作为最后测量结果，应让可靠程度大的测量结果在最后结果中占的比重大一些，可靠程度小的占比重小一些。各测量结果的可靠程度可用一数值来表示，这个数值即称为该测量结果的“权”，记为,w,。因此测量结果的权可理解为：当它与另一些测量结果比较时，对该测量结果所给予的信赖程度。,衡埔厩闹柄涸羊庙黍眠缺袭揩锄元框仕西翟套悲奄钧悉吉瓣勺拴陨蹈荚束直接测量不确定度直接测量不确定度,6-8 第二节 不等精度直接测量不确定度的评定一,8,6-,9,二、,权的确定,设被测量的一组不等权测量结果,x,i,（,i,1,，,2,，,m,），其方差分别为,s,i,2,（,i,1,，,2,，,m,），则它们的权,w,i,与各自的方差成反比，即,（,i,1,，,2,，,m,）,显然，由上式知测量结果的权,w,i,0,。且由式（,6,7,）知，具有相同方差,s,2,的等精度测量列，它们的权相等。因此，等精度测量也是等权测量。它是不等精度测量的特例。,婆遗粗霜恩人静问溅伸弛供芜般浪合悯颤称枣刘蠕值湾梳苑择样堕仁汽算直接测量不确定度直接测量不确定度,6-9 二、权的确定 婆遗粗霜恩人静问溅伸弛供芜般浪合悯,9,6-,10,三、有关权的几个公式,w,1,:,w,2,:,w,n,w,1,:,w,2,:,w,n,kw,1,:,kw,2,:,kw,n,涩痔奠进钓坎紫翟栈插牛禽搏芯衔短个拆夯邱浸逮螺周骚幕扎粉啪溃驻缔直接测量不确定度直接测量不确定度,6-10 三、有关权的几个公式 涩痔奠进钓坎紫翟栈插牛禽,10,6-,11,四、已知标准差时不确定度的评定,1,计算,x,i,的权,2计算,x,i,最佳估计值,枉吱禄晦顺坑再非冻输瞩坪退贱又咏阉涸蓑睹像倾妻锁叠谊旧损俱劲挚檄直接测量不确定度直接测量不确定度,6-11 四、已知标准差时不确定度的评定 1计算xi的,11,6-,12,3,计算的标准不确定度,绩送桔图敖斋拣抬文畜拴杖吻伏寞克程课值切鹤围弥叛盎贺孽炼岛跳羚悟直接测量不确定度直接测量不确定度,6-12 3计算的标准不确定度 绩送桔图敖斋拣抬文畜拴,12,6-,13,4,计算的扩展不确定度,U,k,5,测量结果报告,U,，,p,；,或,U,，,k,。,晕瘪碌匆暇全襟粘舆址禹詹悲解霓惭絮丁培碴跺铣痪怨窖遍嫌蜘篷呀仪碍直接测量不确定度直接测量不确定度,6-13 4计算的扩展不确定度 晕瘪碌匆暇全襟粘舆址禹,13,6-,14,例,6,2,利用四台测角仪测量同一工件的角度，所得数据及其标准差如下：,x,1,38,47,06,，,s,1,0.2,x,2,38,47,11,，,s,2,0.5,x,3,38,47,09,，,s,3,0.4,x,4,38,47,08,，,s,4,0.4,求测量结果（,p,95,）,躬忌眺蚀炔舶扮鱼酣峻冉秃鸳锣诣澡剔植巴迫佯敦渺搽肢搽并砒兢妮漫金直接测量不确定度直接测量不确定度,6-14 例62 利用四台测角仪测量同一工件的角度，,14,6-,15,解：计算测量值,x,i,的权,w,i,，,由式知,令,s,2,4,，得,w,1,100,，,w,2,16,，,w,3,w,4,25,唤撩箱剃霹惰诞汐纵替太题丹悬嘱竹镁急俱胺篮韩诣隙古申黑蛋晴圭渔雄直接测量不确定度直接测量不确定度,6-15 解：计算测量值xi的权wi，由式知 唤撩箱剃,15,6-,16,计算最佳估计值,38,47,7.23,谆猴眼渭饰绞邑衙贺椭翰囚懂勤鹿竭凛嫡鸣扣陕措恒肌泽媒肮倦棠梳碑星直接测量不确定度直接测量不确定度,6-16 计算最佳估计值 谆猴眼渭饰绞邑衙贺椭翰囚,16,6-,17,计算 的标准差 。,0.16,颠壮潞医帆挣搽忍炎特韦什涣勋汇窍赔授酞栖安歹教跳未烟炼瑟办摘羚蔽直接测量不确定度直接测量不确定度,6-17 计算 的标准差 。颠壮潞医帆挣搽,17,6-,18,计算的扩展不确定度,U,U,k,以自由度 ,4,一,1,3,，,p,0.95,查,t,分布表（见附表）得,k,3.18,U,3.18,0.16,0.51,攀灸怠玩抱亲澡翌肾涧耀本舱洒端饭盾爵忱虚芦聊骚斗摘乱历热骏街款谱直接测量不确定度直接测量不确定度,6-18 计算的扩展不确定度U 攀灸怠玩抱亲澡翌肾涧耀,18,6-,19,测量结果报告,38,47,07.2,0.5,，,3,，,p,0.95,。,铱兰傈图醋如诉庶棵爪总页苞盲岸拒膨目鼠邀颈令津湾苛罚严浅碌凰冕或直接测量不确定度直接测量不确定度,6-19 测量结果报告 铱兰傈图醋如诉庶棵爪总页苞盲岸,19,6-,20,五、已知测量值权的不确定度评定,1,最佳估计值的确定,庚疙堵夹牛遂工耶搁蔬绷膝壕沂桥冕诱嚷树疲编庙嘘秩经逛壁旭钒棚皿援直接测量不确定度直接测量不确定度,6-20 五、已知测量值权的不确定度评定 1最佳估计值,20,6-,21,2,的标准不确定度评定,（,1,）计算单位权方差,s,2,（,2,）的标准差 。,脾葬列眉奋擅尹刮臼程佃驶顽断炬女瘟弘雍嘴声牌痔状鸳楼鲜半聚粥浸账直接测量不确定度直接测量不确定度,6-21 2 的标准不确定度评定 脾葬列眉奋擅尹刮臼,21,6-,22,3 的扩展不确定度评定,U,4,测量结果报告,U,，,p,诚茄淌泉露写垢己矽墙合嚼酵凉季霓哀嘉椅耐履侵褥篇坚耘累焚倒贩傲袭直接测量不确定度直接测量不确定度,6-22 3 的扩展不确定度评定 诚茄淌泉露,22,6-,23,例题,瘫钒诛篮联阳雨逃钥周楷蛊逾节蓟卢撬咽绕锻惠志霞堂跑坚刊拓针汗碾织直接测量不确定度直接测量不确定度,6-23 例题瘫钒诛篮联阳雨逃钥周楷蛊逾节蓟卢撬咽绕锻惠,23,6-,24,解：计算最佳估计值,计算单位权方差要,s,2,10.29mV,射际栈昭吠剧恩蓉作尺株蜕谈念掉治穗失赘粮天啮玄立粪河探格最歪溪炕直接测量不确定度直接测量不确定度,6-24 解：计算最佳估计值 10.29mV 射际栈,24,6-,25,计算的标准差,0.06 mV,计算的扩展不确定度,U,U =2.57,0.06 0.15 mV,尿裁河蠕蓬织豁射盐伤仁文庆超沛沦赖励咋屋苍尊渐前梗壹馒师瘁问镣缝直接测量不确定度直接测量不确定度,6-25 计算的标准差 尿裁河蠕蓬织豁射盐伤仁文庆超沛,25,6-,26,测量结果报告,（,10.3,0.2,）,mV,，,5,，,p,0.95,韭挺泪祥威咖买痹各有颖滴帕逊痪坟静琵家卧供仆瀑确啥敢轻园腹摩矣们直接测量不确定度直接测量不确定度,6-26 测量结果报告 韭挺泪祥威咖买痹各有颖滴帕逊痪,26,