检测数据误差分析和修约

检测数据误差分析和修约 无锡市特种设备安全监督检验所 杨新宇 本文摘要:在特种设备检测检验中，要求测量的项目很多，测量就会产生测量误差，本文分析了误差产生的原因，指出了消除或减小误差的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ;并根据检测要求和测量精度要求，制定了检测数据修约规则。 关键词:检测、测量、误差、修约、规则 一、误差的基本概念 (一)、测量的定义及分类 测量就是将被测量与被定为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的同一物理量的单位量进行比较，并确定其比值的过程。根据获得测量数据途径的不同或测量条件的不同，测量可分为直接测量和间接测量、等精度测量和不等精度测量。 直接测量是指被测量可以直接从测量仪器(或量具)上读出其数值的测量。 间接测量是指被测量不能用直接测量的方法得到，而是利用若干个直接测量值通过一定的函数关系计算出被测量的数值。 等精度测量是指对一被测量进行重复测量时，认为各次测量数据是在相同测量条件下得到的，也就是说在测量仪器、测量方法、测量人员及测量环境均不变的情况下对同一物理量进行重复测量，所得到的每个测量值都有相同的精度，或者说具有相同的可信赖程度。 不等精度测量就是各次测量数据的精度是不同的。 在检测检验过程所涉及的测量均为等精度测量。 (二)、误差的定义 真值:物理量所具有的客观的真实数值。严格地讲，表征在研究某量时所处的条件下严格的确定的量值。真值客观存在，不以人的意志、不以我们测量的工具、手段为转移。真值尽管存在，但是一个理想概念，通常不可能确切知道。 约定真值:能够用来代替真值的称为约定真值。一般认为约定真值非常接近真值，他们之差可以忽略不计，我们就可以用约定真值代替测量值。无系统误差的条件下，算术平均值、标准值、公认值、理论值可以认为是约定的真值。实际中多用算术平均值。 测量误差是测量值与被测量真值之差。记为: Δx=x-x i0 其中Δx为测量误差x为测量值，x为被测量真值。 i0 测量误差总是不可避免地贯穿与检测过程的始终。 二、误差的分类及其特点 在检测中，测量误差的来源是多方面的，仅就其性质而言，误差可分为系统误差和随机误差和过失误差等。 (一)、系统误差 在相同条件下多次测量同一物理量时，误差的大小恒定，符号总偏向一方或误差按照某一确定的规律变化，称为系统误差。 系统误差是由某些固定的原因造成的，它包括方法、工具、环境、操作以及主观等误差，它的大小可以用准确度表示。查明系统误差的原因，找出其变化规律，就可以在测试中采取措施(改进测试方法，测量前进行仪器检定等)以减 少系统误差，或在数据处理时对测试结果进行修正。 因此，不断改进检测检验方法和加强对仪器、量具的检定管理能最大限度的消除或减小一切可能存在的系统误差。为此我所建立和维持了《仪器设备管理程序》、《量值溯源管理程序》用于对检验/检测的测量仪器设备包括对检验/检测结果准确性或有效性有显著影响的辅助测量设备，在投入使用前进行检定或校准，并确保所有仪器设备具有有效的检定或校准证 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 。 (二)、随机误差 1、随机误差及产生的原因 随机误差是指测量中出现的大小和方向都难以预料，且变化方式不可预知的测量误差。但当测量次数足够多时，随机误差的出现和分布总是服从一定的统计规律。 随机误差产生的原因是由于检测过程中存在的某些不可预料或未被掌握而不能控制的偶然因素。随机误差是由一些随机的偶然因素造成的，它的绝对值和符号变化无常，但如果进行大量的测量，可以发现随机误差的数值分布符合一定的统计规律，它往往具有单峰性、对称性和有界性，一般认为其服从正态分布。随机误差的大小可以用精密度表示，精密度高表示测量的随机误差小。 2、随机误差的分布规律及特性 在许多情况下，测量的随机误差服从正态分布规律。 误差Δx=(x-x)，概率密度f(Δx ): 0 22,,x/2,1f(,x),e 2,, 2nX ,,i,1, (n ??) i,n σ称为正态分布的标准偏差，是表征测量 分散性的一个重要参量。 正态分布特征: ?单峰性:小误差出现的几率比大误差大。 ?对称性:绝对值相等的误差出现几率相等。 ?有界性:绝对值特大的误差出现的机率为0。 ?抵偿性: n ?? 时，曲线完全对称，ΣΔX=0。 i n1x,x多次测量求平均值可以减小随机误差 ,ini,1 在《起重机械监督检验规程》之3.5、4.1项和《厂内机动车辆监督检验规程》之10.5项之检验方法中均采用测量三次取平均值的方法来减小随机误差。 3、标准误差、置信区间、置信概率f(Δx )的物理意义: 随机误差介于[Δx，Δx+d(Δx)] 小区间内的概率为f(Δx )d(Δx) a 随机误差介于(-a，a)内的概率为 P(,a,,x,a),f(,x)d(,x),,a (-a，a)为置信区间、P为置信概率。 这条曲线是概率密度分布曲线。曲线和Δx轴之间的面积为1，可以用来表示随机误差在一定范围内的概率。如图中阴影部分的面积就是随机误差在?a范 围内的概率， 由定积分计算可得出: P(―σ<Δx<σ)=68.3%， P(―2σ<Δx<2σ)=95.4%， P(―3σ<Δx<3σ)= 99.7%。 4、测量不确定度及其估算 ? 不确定度的基本概念 被测量的真值所处的量值范围作一评定 测量值X和不确定度Ux 例:X=9.515?0.005mm (P=0.95) P=0.95为约定概率，可不必注明 真值以95%的概率落在[9.510mm，9.520mm]之间。 ?单次测量不确定度 在检测检验过程所涉及的测量多为单次测量，用仪器误差或其数倍的大小作为估计值: U=kΔ，k?1 仪x 因此，在检测检验工作中，我所严格按照国家质量监督检验检疫总局《起重机械监督检验规程》、《电梯监督检验规程》附录1中必备仪器设备表中规定的精度要求配备仪器。 (三)、过失误差 过失误差是由检验人员粗心大意，不按操作规程执行等原因造成的误差，如读错仪表刻度(位数、正负号)、 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和计算错误等。过失误差一般数值较大，并且往往与事实明显不符。实际检测工作中除了应把过失误差从试验数据中剔除外，还应分析出现过失误差的原因，采取措施防止再次出现。 因此，只要制定合理的 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ，加强检测检验人员的责任性，采用严肃认真的工作态度，就可以避免过失误差。为此，我所制定了检验员、责任检验员工作职责，明确了相关人员的责任。 三、数据修约 在实际检测过程中，测量得到的数据都是具有一定误差的近似数;同时，不同仪器测试得到的数据位数也往往长短不一，所以就根据检测要求和测量精度要求，把检测数据修约成规定有效位数的数值。 (一)、有效数字的定义 有效数字定义为可靠数字加上可疑数字。可靠数字是测量中能够准确读出的数字，可疑数字是通过估计读出的数字。测量误差对应在有效数字的可疑位上。 与有效数字有关的几点说明 1、数据中，出现在第一个非零数字右边的“0”是有效数字。 2、有效数字的位数与单位(或小数点的位置)无关。 (二)、数据修约方法 试验数据的修约可遵照根据国家标准《数值修约规则》GB8170-87的规定进行，具体方法如下: 1、拟舍弃数字的最左一位数字小于,时，则舍去，即保留的各位数字不变。 2、拟舍弃数字的最左一位数字大于,时，则进一，即保留的末位数字加,。 3、拟舍弃数字的最左一位数字为,，若所保留的末位数字为奇数则进一，为偶数则舍弃。 4、负数修约时，先将它的绝对值按上述规定进行修约，然后在修约值前面 加上负号。 5、拟修约数字应在确定修约位数后一次修约获得结果，而不得多次按上述规则连续修约。 (三)、检测数据修约规定 在特种设备检测检验中，涉及到的项目中要求定量的很多，根据检测要求和测量精度要求，我所制定了《检测数据修约规定》。下表列举了电梯检测中涉及的检测数据修约规定。修约原则为四舍六入五取偶。 间隙(磁力线锤、塞尺) 0.5mm 限速器动作速度 0.01m/s 连通电阻 0.1Ω 速度 0.01m/s 2常规长度(钢卷尺) 0.01m 加速度 0.01m/s 2导轨垂直度 0.1mm 振动加速度 取整cm/s 导轨顶面距(钢卷尺) 取整mm 噪声 取整dB(A) 导轨局部缝隙(塞尺) 0.1mm 照度 取整lx 导轨接头台阶 0.01 mm 常规缝隙测量 取整mm 缓冲距(钢卷尺) 10mm 时间 0.1s 缓冲器中心偏差(钢卷尺) 取整mm 平衡系数 0.01 电气绝缘电阻 取两位有效数(尾数舍去) 表中电气绝缘电阻，记录值我们取两位有效数字，但修约时，我们不是按照一般原则(四舍六入五取偶)，而是采取尾数舍去的原则，目的是为了避免数据修约后造成判定错误。如在电梯检验中，测量值为0.498，如按照一般原则修约，修约后为0.50，对照电梯检规应为合格，这样会造成定性错误。 综上所述,在特种设备的检测中，检测误差是始终存在的。为了消除或减小各类误差，我们应严格遵守各项规章制度，严格遵守国家质量监督检验检疫总局制定的检验规程，认真操作，精心测量，并根据检测要求和测量精度要求，把数据修约到我们规定的有效位数的数值。 参考资料: 1、《概率论》复旦大学编高等教育出版社 2、国家质量监督检验检疫总局《起重机械监督检验规程》 3、国家质量监督检验检疫总局《厂内机动车辆监督检验规程》 4、国家质量监督检验检疫总局《电梯监督检验规程》 5、《数值修约规则》GB8170-87 Email: 363859743@qq.com 通讯地址:无锡市永丰路338号 电话5799669 邮政编码214023