影像測(cè)量?jī)x :誤差、精度的定義,對(duì)測(cè)量造成的影響
誤差的定義:所測(cè)得的數(shù)值與其真值(標(biāo)稱值)之間的差。理論真值(名義值):設(shè)計(jì)時(shí)給定,或者計(jì)算得到的值,如零件的名義尺寸,也可以理解為圖紙上標(biāo)注的值;約定真值:一些幾何量和物理量的公認(rèn)值。例如,由國(guó)際數(shù)據(jù)委員會(huì)推薦的真空光速、阿伏加德羅常量等特定量的最新值。相對(duì)真值:更高測(cè)量精度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)量出來(lái)的值。
無(wú)論測(cè)量精度多高,誤差是客觀存在的,真值通常是未知的,因此誤差通常是未知的。這里的真值與理論真值不是一個(gè)概念。
產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因:測(cè)量裝置方面的因素:零部件變形、信號(hào)處理電路的隨機(jī)噪聲等。環(huán)境方面的因素:溫度、濕度、氣壓的變化,光照強(qiáng)度、電磁場(chǎng)的變化等。人為方面的因素:瞄準(zhǔn)、讀數(shù)不穩(wěn)定,人為操作不當(dāng)?shù)取?/span>可以證明:當(dāng)測(cè)量次數(shù)趨向無(wú)限時(shí),算術(shù)平均值必然趨近于真值。
系統(tǒng)誤差:是指在確定的測(cè)量條件下,某種測(cè)量方法和裝置,在測(cè)量之前就已存在誤差,并始終以必然性規(guī)律影響測(cè)量結(jié)果的正確度。
實(shí)際的測(cè)量過(guò)程往往存在系統(tǒng)誤差,有時(shí)系統(tǒng)誤差數(shù)值還比較大。系統(tǒng)誤差不易被發(fā)現(xiàn),多次重復(fù)測(cè)量又不能減小它對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。系統(tǒng)誤差比隨機(jī)誤差具有更大的危險(xiǎn)性,必須認(rèn)真研究系統(tǒng)誤差的特征與規(guī)律,發(fā)現(xiàn)、減小或消除系統(tǒng)誤差。
系統(tǒng)誤差由固定不變的或者按確定規(guī)律變化的因素造成,在條件充分的情況下這些因素是可以掌握的。主要來(lái)源于:
測(cè)量裝置方面的因素:計(jì)量校準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn)的偏差、儀器設(shè)計(jì)原理缺陷、儀器制造和安裝的不正確等。環(huán)境方面的因素:測(cè)量時(shí)的實(shí)際溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差、測(cè)量過(guò)程中的溫度、濕度按一定規(guī)律變化的誤差。測(cè)量方法的因素:采用近似的測(cè)量方法或計(jì)算公式引起的誤差等。測(cè)量人員的因素:測(cè)量人員固有的測(cè)量習(xí)性引起的誤差等。
因此,測(cè)量裝置要請(qǐng)專業(yè)工程師定期進(jìn)行校準(zhǔn),測(cè)量室的環(huán)境要按建議布置,控制溫度、濕度、振動(dòng)等因素。測(cè)量人員需要經(jīng)過(guò)專業(yè)的培訓(xùn)指導(dǎo),測(cè)量時(shí)的操作必須規(guī)范。
如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差,即何時(shí)需要請(qǐng)工程師來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)?一般建議機(jī)器半年進(jìn)行一次校準(zhǔn)維護(hù)保養(yǎng),還有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法推薦,可以配一個(gè)精度較高(一般比測(cè)量?jī)x器高一到兩級(jí))的標(biāo)準(zhǔn)器,用儀器來(lái)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器,如果發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)器的標(biāo)稱值偏差超過(guò)可接受的范圍,就需要進(jìn)行校準(zhǔn)。
消除系統(tǒng)誤差最理想的方法:消除誤差源。要求測(cè)量人員對(duì)測(cè)量過(guò)程中可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的各個(gè)環(huán)節(jié)作仔細(xì)分析。所用基準(zhǔn)件、標(biāo)準(zhǔn)件是否準(zhǔn)確。所用儀器是否處于正常工作狀態(tài),是否經(jīng)過(guò)檢定。儀器的調(diào)整、測(cè)件的安裝定位和支承裝卡是否正確合理。所采用的測(cè)量方法和計(jì)算方法是否正確,有無(wú)理論誤差。測(cè)量的環(huán)境條件是否符合要求,如溫度、震動(dòng)等。
精度(不確定度)的含義:1)準(zhǔn)確度它是系統(tǒng)誤差大小的反映,表征測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定地接近真值的程度。2)精密度它是隨機(jī)誤差大小的反映,表征測(cè)量結(jié)果的一致性或誤差的分散性。3)精確度它是系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩者的綜合的反映。表征測(cè)量結(jié)果與真值之間的一致程度。
影像測(cè)量?jī)x精度
重復(fù)精度:同一測(cè)量方法和測(cè)試條件,在一個(gè)不太長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi),連續(xù)多次測(cè)量同一物理參數(shù)所得到的數(shù)據(jù)分散程度,反應(yīng)了誤差的精密度。很多設(shè)備都有重復(fù)定位精度指標(biāo)。復(fù)現(xiàn)精度:用不同測(cè)量方法、測(cè)試儀器等,在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔對(duì)同一物理參數(shù)做多次測(cè)量,所得數(shù)據(jù)相一致的接近程度。一般復(fù)現(xiàn)精度低于重復(fù)精度。若重復(fù)精度和復(fù)現(xiàn)精度都很高,說(shuō)明設(shè)備精度穩(wěn)定,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可信。分辨率:儀器設(shè)備能感受、識(shí)別或探測(cè)的輸入量的最小值。例如:游標(biāo)卡尺的分辨率是0.01mm,千分尺的分辨率為0.0005mm。
要使得測(cè)量精確度高,分辨率必須高,而分辨率高測(cè)量精度未必高。
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