通过测量能直接得到结果的量,称为直接测定量,如人的高度和质量、拉伸试样的载荷和伸长量等。通过几个量的测量后要经过计算才能得到的量,称间接测定量,如物质的密度、材料的抗拉强度和断裂韧度等。
1.误差的分布规律
在不致引起误会的情况下常把偶然误差简称为误差。误差的特点如下:
1)绝对值相等的正误差和负误差,其出现的概率相同。
2)绝对值小的误差出现的概率大,而绝对值大的误差出现的概率小。
3)绝对值很大的误差出现的概率接近于零,即误差有一定的极限。
4)当测量次数n→∞时,误差的算术平均值趋近于零,这是由于正负误差互相抵消的结果。
2.误差的表示方法(www.daowen.com)
(1)范围误差 范围误差是指一组测量值中最大值与最小值之差,表示误差的变化范围。例如,对某钢材进行拉伸试验得到10个抗拉强度Rm(单位为N/mm2)的数据为745、750、751、759、763、766、770、781、784、785,则其范围误差为(785-745)N/mm2=40N/mm2。范围误差的优点是直观、简便,缺点是只取决于一组测量值的两个极端值,而与测量次数无关,与中间数据的大小无关,这显然与偶然误差和测量次数有关这一事实相违背。
(2)算术平均误差 是表示误差的较好方法,其定义为
式中 δ是算术平均误差;xi是第i个观测值;x是n个观测值的算术平均值;是偏差的绝对值。因为偏差有正有负,所以取绝对值加以平均。以上面10个Rm数据为例,其中x=765.4N/mm2计算得到δ=11.8N/mm2。算术平均误差的优点是比范围误差精细,考虑了每一个;其缺点是无法鉴别两组测量值间的偏差大小。例如有两组测量值,尽管其δ可相等,但其偏差可以很分散。
(3)标准误差 也称均方根误差,其计算式为
在观测次数n较小时,标准误差常表示为
标准误差σ是各观测值xi的函数,且对xi的大小比较敏感,所以是表示精密度的一个较好的指标,已广泛用于误差分析中。
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