二级注册计量师考试复习知识点
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二级注册计量师第三章测量数据处理的知识点
1、已修正的测得值=未修正测得值+修正值(注:系统误差的估计值为a,则修正值为-a)
2、消除恒定系统误差的方法:
1)异号法:
例如:带有螺杆式读数装置的测量仪存在空行程,即螺旋旋转时,刻度变化而量杆不动,引起测量的系统误差。为消除这一系统误差,可从两个方向对线,第一次顺时针旋转对准刻度读数为d,设不含系统误差的值为a,空行程引起的恒定系统误差为ε,则d=a+ε;第二次逆时针旋转对准刻度读数为d’,此时空行程引起的恒定系统误差为-ε,则d’=a-ε。于是取平均值就可以得到消除了系统误差的测得值:a=(d+d’)/2
2)交换法:
例如:用等臂天平称重,第一次在右边秤盘中放置被测物X,在左边秤盘中放置砝码P,使天平平衡,这时被测物的质量为X=Pl1/l2,当两臂相等(l1=l2)时X=P,如果两臂存在微小的差异(l1≠l2),而仍以X=P为测得值,就会使测得值中存在系统误差。为抵消这一系统误差,可以将被测物与砝码互换位置,此时天平不会平衡,改变砝码质量到P’时天平平衡,则这时被测物的质量为X=P’l2/l1,所以可以用位置交换前后的两次测得值的几何平均值得到消除了系统误差的测得值X=
3)替代法:
保持测量条件不变,用某一已知量值的标准器替代被测件再作测量,使指示仪器的指示不变或指零,这时被测量等于已知的标准量,达到消除系统误差的目的。
3、修正值(C)的大小等于系统误差估计值(Δ)的大小,但符号相反:C=-Δ
Δ=
如:用电阻标准装置校准一个标称值为1Ω的标准电阻时,标准装置的读数为1.0003Ω,问:该被校准电阻的系统误差估计值、修正值、校准值分别为多少?
4、系统误差估计值=示值误差=测得值-标准值
修正值=-示值误差=-系统误差估计值
校准值(已修正的测得值)=未修正测得值+修正值
修正因子=
已修正测得值=未修正测得值*修正因子
5、用贝塞尔公式法计算实验标准偏差的全过程:
例如:对某被测件的长度重复测量10次,测量数据如下:10.0006m,10.0004m,10.0008m,10.0002m,10.0003m,10.0005m,10.0005m,10.0007m,10.0004m,10.0006m,写出用贝塞尔公式法计算实验标准偏差的全过程。
n=10,计算步骤如下:
(1)计算算术平均值
(2)计算10个残差
(3)计算残差平方和
(4)计算实验标准偏差
6、用极差法估算实验标准偏差s(x)
例如:对被测量进行了4次独立重复测量,得到以下测量值:10.12,10.15,10.10,10.11,请用极差法估算实验标准偏差s(x)
解答:(1)计算极差:
(2)查表得Cn值:
(3)计算实验标准偏差:
用极差法估算实验标准偏差s(x)的值为0.02
7、对被测量进行了10次独立重复测量,得到以下测量值:0.31,0.32,0.30,0.35,0.38,0.31,0.32,0.34,0.37,0.36,请计算算术平均值和算术平均值的实验标准偏差。
(1)计算算术平均值
(2)计算10个残差
(3)计算残差平方和
(4)计算实验标准偏差
8、判断测量数据中是否有异常值:
(1)拉依达准则(又称3σ准则):当重复观测次数充分大的前提下(n≥10),设按比赛尔公式计算出实验标准偏差为s,若某个可疑值与n个测得值的平均值之差()的绝对值大于或等于3s时,则判定为异常值。即
(2)格拉布斯准则:设在一组重复值中,其残差的绝对值最大值为可疑值,在给定包含概率为p=0.99或p=0.95,也就是显著水平为α=1-p=0.01或0.05时,如果满足可判定为异常值。G(α,n)—>与显著水平α和重复观测次数n有关的格拉布斯临界值。(3)狄克逊准则
例如:使用格拉布斯准则检验以下n=6个重复观测值中是否存在异常值:2.67,2.78,2.83,2.95,2.79,2.82,发现异常值后应如何处理?
(1)计算算术平均值
(2)计算残差
(3)实验标准差
(4)绝对值最大的残差为0.14,对应的观测值为可疑值,则
按p=95%=0.95,即α=1-0.95=0.05,n=6,查表得:G(0.05,6)=1.822
9、测量重复性用实验标准偏差定量表示,公式如下:
式中:—>每次测量的测得值
—>测量次数
—>n次测量的算术平均值
在评定重复性时,通常取n=10
当被测量估计值由n次重复测量的平均值得到时,由重复性引入的标准不确定度分量为10、复现性可用实验标准偏差来定量表示,常用符号为,公式如下:
复现性中所涉及的测得值通常指已修正结果。
11、最大允许误差的表示形式:(1)绝对误差(2)相对误差(3)引用误差(4)它们的组合形式
(1)用绝对误差表示的最大允许误差
例如:标称值为1Ω的标准电阻,说明书指出其最大允许误差为±0.01Ω,即示值误差的上限为+0.01Ω,示值误差的下限为-0.01Ω,表明该电阻器的阻值允许在0.99Ω~1.01Ω范围内
(2)用相对误差表示的最大允许误差:是其绝对误差与相对示值之比的百分数
例如:测量范围为1mv~10v的电压表,其允许误差限为±1%,这种情况下,在测量范围内每个示值的绝对允许误差限是不同的,如1v时,为±1%*1v=±0.01v,而10v时,为±1%*10v=±0.1v,最大允许误差用相对误差形式表示,有利于在整个测量范围内的技术指标用一个误差限来表示。
(3)用引用误差表示的最大允许误差:是绝对误差与特定值之比的百分数。
特定值又称引用值,通常用仪器测量范围的上限值(俗称满刻度值)或量程作为特定值。例如:一台电流表的技术指标为±3%×FS,这就是用引用误差表示的最大允许误差,FS为满刻度值的英文缩写。又如一台(0~150)v的电压表,说明书说明其引用误差限为±2%,说明该电压表的任意示值的允许误差限均为±2%×150v=±3v
用引用误差表示最大允许误差时,仪器在不同示值上的用绝对误差表示的最大允许误差相同,因此越使用到测量范围的上限时相对误差越小。
(4)组合形式表示的最大允许误差:是用绝对误差、相对误差、引用误差几种形式组合起来表示的仪器技术指标。
例如:一台脉冲产生器的脉宽的技术指标为±(),就是相对误差与绝对误