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测量误差 (Measurement error)在线视频

测量误差 (Measurement error)

下一节:测试系统的静态特性 (Static characteristics)

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测量误差 (Measurement error)课程教案、知识点、字幕

好接下来我们介绍一下

在测量过程当中

一个非常重要的概念

就是测量的误差

我们看看测量的误差

是怎么定义的

假设我们定义误差E

它是指什么呢

指指示值与真值

或者准确值的差

具体是3.1式

E=Xm-X

Xm定义为指示值

X是真值或者是准确值

那么接下来我们看第二个概念

就是校正值和修正值B

它是指什么呢

是与误差E的数值相等

但符号相反的值

也就是B=X-Xm3.2式

仪器的误差有两种表达的方式

一种是绝对误差是指

测量值与真实值之差

用专门的测量单位来表示

相对误差是指

为绝对误差与真值的比值

表达为被测量的百分比值

那么接下来我们

根据误差的性质进行的分类

首先看看所谓的系统误差

它是这样定义的

是指每次测量

同一个量时候

呈现出相同的

或者确定性方式的测量误差

那么它产生的原因有很多

比方说标定误差

持久发生的人为的误差

以及不良仪器造成的误差

还有就是负载产生的误差等等

那么第二种类的误差

是指随机误差

它是指每次测量同一个物理量时

其数值是不一致的

但却具有零均值的测量误差

产生的原因是

测量人员的随机因素等等

还有像设备受干扰

以及实验条件波动等

因素的影响

那么还有一类误差

就是指所谓的过失误差

或者是非法的误差

它是指意想不到存在的误差

如果是实验中

因过失或错误引起的误差

实验之后的计算误差等等

这些都是过失误差

或者非法误差所产生的因素

那么随机误差是

具有明显的统计分布特性的

通常常用统计分析的方法

来估计

这个误差的概率的大小

那么系统误差呢

不可以用统计的方式

来去处理的

系统误差是一个固定的值

并不呈现分布的特征

从下面这个图当中

我们可以看到系统误差

与随机误差

其中a图是

系统误差大于随机误差

b图当中是

随机误差大于系统误差

我们还应该注意到的一点是

系统误差和随机误差

通常是同时发生的

下面我们讲分类二

也是根据测量的类型

根据测量的类型

可以分为静态误差和动态误差

静态误差

它的定义是这样讲的

是确定时不变测量值的

线性测量仪器

它的传递函数为一个常数

而相应的非线性测量仪器的

输入和输出之间关系

是用线性方程来描述的

因此它所产生的误差

一般是取决于测量值的大小

而其本身不是时间的函数

我们把这种误差

就称为所谓的静态误差

那么对于动态误差而言

它是这样定义的

在测量时变物理量的时候

要用微分方程来描述

输入和输出之间的关系

这个时候产生的误差

不仅取决于测量值的大小

还取决于测量值的

时间过程

我们把这种误差呢

称为动态的误差

下面我们看一下静态特性

静态特性是指

输入量和输出量

不随时间变化

或变化缓慢的时候

输出与输入之间的关系

这个时候可以用

代数方程来表示

对于动态特性而言

是指输入量和输出量

随时间迅速变化的时候

输出与输入之间的关系

它是可以用

微分方程来表示的

为了获得准确的测量结果

通常呢测量系统

要从多个方面的性能来去要求

比方说

我们要要求它的

静态特性和动态特性

这个是指它的传输特性

是非常重要的

除此以外

我们还要考虑

负载效应和抗干扰的特性

那么对于静态的测量系统

一般只需要衡量其静态特性

负载效应

和抗干扰特性指标就可以了

在动态的测量当中

则需要对以上的静态特性

动态特性、负载效应

和抗干扰特性这些指标

都要进行衡量

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Week1 绪论 (Introduction)

-测试技术发展与研究内容 (The development of measurement technology)

--测试技术发展与研究内容

-测量的本质与基本前提 (The precondition and foundation of measurement)

--测量的本质与基本前提

-标准及其单位 (Standards and Units)

--标准及其单位

-本章小结 (Chapter summary)

--本章小结

Week2 测试信号分析与处理(1)(Signal processing I)

-测试信号分析与处理基础知识 (Basic knowledge of signal processing)

--测试信号分析与处理基础知识

-周期信号的频域描述 (Fourier series)

--周期信号的频域描述 (Fourier series)

-非周期信号的频域描述 (Fourier transform)

--非周期信号的频域描述 (Fourier transform)

-Class Exercise1

-Homework1

Week3 测试信号分析与处理(2) (Signal processing II)

-傅里叶变换的性质 (The property of Fourier transform)

--傅里叶变换的性质 (The property of Fourier transform)

-功率信号的傅里叶变换 (Fourier transform of power signal)

--功率信号的傅里叶变换 (Fourier transform of power signal)

-本章小结 (Chapter summary)

--本章小结 (Chapter summary)

-Class Exercise2

-Homework2

Week4 测试信号分析与处理(3)(Signal processing III)

-随机信号的描述 (Description of random signal)

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-随机过程主要特征参数 (Characteristic parameters of stochastic process)

--随机过程主要特征参数 (Characteristic parameters of stochastic process)

-相关分析 (Correlation analysis)

--相关分析 (Correlation analysis)

-功率谱分析与巴塞伐尔定理 (Power spectral analysis and Parseval’s theorem)

--功率谱分析与巴塞伐尔定理 (Power spectral analysis and Parseval’s theorem)

-Class Exercise3

-Homework3

Week5 测试信号分析与处理(4) (Signal processing IV)

-数字信号处理概述 (Outline of digital signal processing)

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-离散傅里叶变换 (Discrete Fourier transform)

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-离散傅里叶变换的性质 (The property of discrete Fourier transform)

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-采样定理 (Sampling theorem)

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-泄漏与加窗 (Spectral leakage and windowing)

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-栅栏效应 (Picket fence effect)

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-快速傅里叶变换 (Fast Fourier transform)

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-Class Exercise4

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Week6 测试系统特性分析(1) (Analysis of measurement system I)

-测试系统概述 (Outline of the measurement system)

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-测量误差 (Measurement error)

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-测试系统的静态特性 (Static characteristics)

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-测试系统的动态特性 (Dynamic characteristics)

--测试系统的动态特性 (Dynamic characteristics)

-Class Exercise5

-Homework5

Week7 测试系统特性分析(2) (Analysis of measurement system II)

-伯德图与奈奎斯特图 (Bode plot and Nyquist plot)

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-一阶惯性系统 (First-order system)

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-二阶惯性系统 (second-order system)

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-测试系统对典型激励的响应函数 (The response function of typical signal stimulus)

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-测试系统实现精确测量的条件 (The preconditions of accurate measurement)

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-测试系统的负载效应 (Loading effect)

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-Class Exercise6

-Homework6

Week8 被测量的获取(1) (Sensors I)

-被测量获取的基本概念 (Outline of sensors)

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-传感器的分类 (The category of sensors)

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-电阻式传感器 (Resistive sensors)

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-Class Exercise7

-Homework7

Week9 被测量的获取(2) (Sensors II)

-电感式传感器 (Inductive sensors)

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-电容式传感器 (Capacitive Sensors)

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-压电传感器 (Piezoelectric sensors)

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-磁电式传感器 (Magnetic sensors)

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-Homework8

Week10 被测量的获取(3) (Sensors III)

-霍尔传感器 (Hall sensors)

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-图像传感器 (CCD image sensor)

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-光纤传感器 (Fiber optic sensor)

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-传感器选用原则 (Selection principles of sensors)

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-Class Exercise9

-Homework9

Week11 测试信号的转换与调理(1) (Signal conditioning I)

-测试信号转换绪论 (The introduction of signal conditioning)

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-电桥 (Bridge circuit)

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-调制与解调 (Modulation and demodulation)

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-Class Exercise10

-Homework10

Week12 测试信号的转换与调理(2) (signal conversion II)

-滤波器概述 (Outline of filter)

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-滤波器的一般特性 (The characteristics of filter)

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-滤波器的类型介绍 (The category of filter)

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-滤波器的综合运用与MATLAB实现 (The application of filter and MATLAB realization)

--滤波器的综合运用与MATLAB实现 (The application of filter and MATLAB realization)

-Class Exercise11

-Homework11

Week13 虚拟测试系统 (Virtual instruments)

-虚拟仪器技术概述

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-Class Exercise12

-Homework12

测量误差 (Measurement error)笔记与讨论

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