一计量检定的相关概念:
1、 误差公理:随着科学水平和人们认识能力的提高,误差可以控制得越来越小,但不能使误差为零。也就是说测量结果都具有误差,误差自始自终存在于一切测量过程中,这就是误差公理。
2、 误差的两种表示方法:
(1) 绝对误差:被测量的测得值与其真值之差。
即 绝对误差=测得值—真值
习惯上把“绝对”二字省略。故“误差”均指绝对误差。
(2) 相对误差:绝对误差与真值的比值,以百分数表示。
即 相对误差=绝对误差/真值×100%
3、为什么要引入相对误差的概念?
对于相同的被测量,绝对误差可以评定不同的测量方法的测量精度高低,但对于不同的被测量,绝对误差就难以评定不同的测量方法其测量精度的高低,而采用相对误差就可以评定不同的测量方法其测量精度的高低。
4、什么叫量的真值?什么叫量的实际值?
一个量在被观测的瞬间,该量本身所具有的真实大小称为被测量的真值
注:量的真值是理想的概念,一般来说真值是无法知道的,是不能通过测量获得的。但却能通过测量获得接近真值的量值。
满足规定准确度的用来代替真值使用的量值称为实际值。通常在检定中,把用高一等级的计量标准测得的量值称为实际值。
5、测量误差来源可从那几个方面考虑?
答:应从设备、环境、方法、人员和测量对象几个方面考虑。
6、周期检定的原因和目的有什么?
答:由于计量器具的频繁使用,使它受到磨损、变形等,其量值就会变化,从而损失精度产生超差现象,为了保证量值准确一致、正确可靠故须周期检定。
7、 什么叫计量检定?
答:计量检定是指为评定或证实计量器具的计量性能是否完全满足计量检定规程的要求,确定其是否合格所进行的全部工作。
8 、 什么叫计量检定规程?
答:计量检定规程是指对计量器具的计量性能、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定数据处理等所做的技术规定。
9、 什么叫修正值?
答:用代数法与未修正测量结果相加,以补偿其系统误差的值。(例如,我们标准器的周期性检定,就是判断其是否符合相应的检定规程,并获取修正值。)
二、近似计算与数据处理原则数
(一) 有效数字的概念
1、 由于误差的存在,测得值都不是真值,而是近似值,量值中的数字(去掉单位)称为数值。
从数值是否有误差角度可分为正确数和近似数。如2,0.4,1/5等不带误差的数都是正确数;而象π,√2 等虽然也是正确数,但不能用有限位数表示出来,如取π=3.14,√2=1.14等只是与其真值π和√2近似相等的近似数。所以,近似数是指接近于正确数,但又不等等于它的一个数.测得值都有误差,因此,测得值都是近似数.
2、 在一个近似数中,从第一个非零的数字起到最到末一位数字止的所有数字都是有效数字。
如:近似数10.245,1.0245,0.1245都是有5位有效数字的近似数.在这样多的有效位数中,除末位数字为可疑或一确定外,其余各位数字都是准确知道的.通常情况下,一般认为末位数字上下可有一个单位的误差,或其下一位的误差不超过±5。在判断有效,对“0”应加倍注意,它是否为有效数字,取决于它在近似数中的位置。
⑴、0.0025只有二个有效数字,因为从左数起,第一个非零数字“2”之前的三个“0”可适当改变计量单位,把“0”去掉,如0.0025M=0.25CM=2.5MM.
⑵、处于第一个有效数之后的“0”都昌有效数字。
⑶、2×103,2.8×103,2.80×103分别表示一位,二位,三位有效数字,一般a×10n中有效数字在a中体现.
⑷、小数点后面的“0”不可随意取舍,否则将会改变有效数字的位数,从而影响数据准确度.
(二)、近似数修约规则
修约规则:在数字运算中,根据需要确定应保留的有效位数后,按一暄规则舍去多余的数字,留下需要位数的数字,这就是近似数的修约。
下面规则是一些常用的基本法规:
1、 记录测量数值时,只保留一位可疑数字;
2、 除非另有规定外,可疑数字表示末位上有±1个单位,或下一位有±5个单位的误差;
3、 当有效数字确定后,其余数字应一律舍去。舍去办法
凡末位有效数字后边的第一位数字大过5时,在前一位上加1;
小于5时,舍去;
等于5时,如前一位为奇数,增加1,如前一位为偶数,则舍去不计。
例题1:将下列数修约到小数点后三位。
3.14159≈3.142
2.71729≈2.717
4.510501≈4.511
4.510500≈4.510
4.511500≈4.512
例题2:将下列数修约成三位有效数字。
3.14159≈3.14
2.71729≈2.72
4.510501≈4.51
4.505000≈4.50
4.515000≈4.52
三、检定记录数据位数的选择
(一)、测量原始记录数据位数的选择
前面我们对测量时已记录下数据的修约规则进行了学习,但未涉及从仪器上读数时应读的位数。数字的位数代表测量的准确程度。所以,测量数据位数应根据测量的准确度来确定。常用原则有以下几点。
1、 测得值的有效位数应与测量误差相适应
如使用标范围0—300V、0.2级电压表,则允许的最大示值误差为300×0.2%=0.6V,所以,应读到小数点后一位。对于需作进一步运算的读数,只要读数装置允许,应多估读一位。因此,当测量10—99V电压时,应记录3-4有效数字,测量100—300V时,应记录4—5位有效数字。
检定中,为保证检定结果数据的准确,一般要求检定原始记录的有效位数比检定装置的误差多取1—2位。
2、 根据仪器的分辩力确定测得值位数
如万能工具微镜读数装置最小分度值为0.001mm还可估读一位可记录四位有效数字。0—300V、0.2级电压表标尺有100分格,3V/格,每格四等分,则每一小格
3、 标准仪器示值为检定点数值时测得位数的确定
计量检定时,当标准仪器示值为检定点数值,读被检仪器示值时,读数的有效位数取决于被检仪器的准确度;反之,以被检仪器示值为检定点数值,读标准器示值时,读数的有效位数取决于标准仪器的准确度。此时如果标准仪器的准确度又远高于被检仪器,则标准表读数比被检表能读的有效数字多一位。
例题1:准确度为5×10-4频率计,测4000MHz左右的频率时,能读几位有效数字?
解:测量4000 MHz左右的频率时的绝对误差为
△=4000×5×10-4
=2.0 MHz
可见,以MHz为单位时,应读到小数点后一位,所以测4000MHz左右的频率时, 有效数字位数是5位.
例题2:用1.0级标称范围为0-1500V电压表,测量1300、700V、80V时,应记录几位有效数据?
解:该表允许示值误差为
△ =XM×S﹪
△ =1500V×1.0﹪
△ =15V
即十位、个位有误差,所以,记录有效数字时应写到个位。
测量1300V时,四位有效数字;
测量700V时,三位有效数字;
测量80V时,四位有效数字;
例题2;检定某信号发生器频率刻度误差 ,其允许误差为
±(2%f+1HZ),检定时用E312A频率计测量信号发生器输出频率,当检定点为75KHZ时,应记录几位有效数?
解:
△ = 2﹪ ×f+1HZ
△ = 2﹪ ×75kHZ+1HZ
△ = 1.5kHZ
E312A虽可读到8位,但在此只需读四位(以kHZ为单位,读到小数点后一位),比被检表多读一位就够了。
4、 舍入误差及其规定
在处理检定(测量)数据时,由于修约产生的误差称为舍入误差。
检定数据经修约成为检定结果数据(即检定证书数据)时,其舍入误差相对于检定装置来说,应该是一个微小量而忽略不计。通常规定,舍入误差为被检计旺器具允许误差的1/10。