一、微小誤(wù)差取舍準則
1.代數和合成時的(de)微小誤差取舍準則
測量誤差的合成是采用代數和的方(fāng)法,即:
δ=δ1+δ2+…+δk+…+δn
設微小誤差為δk,則略去δk後的總誤差δ′為:
δ′=δ-δk
當δk=(1/20)δ時,δ′=δ-(1/20)δ=0.95δ;
當(dāng)δk=(1/10)δ時,δ′=δ-(1/10)δ=0.90δ。
通常在高準確度測量時,取微小誤(wù)差δk≤(1/20)δ;在工程測量時,取微小誤差(chà)δk≤(1/10)δ。
另外,在合成標準不確定度的計算中,若各標準不確(què)定度分(fèn)量完全正相關時(shí),也采用代數和的方法來計算合成標準不確定度,此時(shí)可充分利用該準則將某些微小分量忽略掉。
2.方和(hé)根合成時的微小誤差取舍準(zhǔn)則
方和根合成的公式為:。合成標準不確(què)定度的計算在各分量彼此獨立時采用該法合成,此時的δk為分量(liàng)標準不確定度(dù)與靈敏係數的乘積,即δk=|ci|u(xi)。
根據費業泰主編的《誤差理論(lùn)與(yǔ)數據處理》一書中關於方和根合(hé)成時微小誤差取舍(shě)準則的論(lùn)述,可以得到下麵結論:
(1)當測量不確定度的有效(xiào)數字取1位時(shí),在此情況下若某個分量δk≤(1/3)δ,則δk可視為(wéi)微小分量。
(2)當測量(liàng)不確定度的有效數字取2位,在此情況下若(ruò)某個(gè)分量δk≤(1/10)δ,則δk可視為微小分量。
同樣設(shè)微小分量為δk,則略去δk後的合(hé)成結果δ′為:
當δk=(1/10)δ時,δ′=0.995δ;
當δk=(1/5)δ時,δ′=0.980δ2;
當δk=(1/3)δ時(shí),δ′=0.943δ。
通過以上(shàng)數據可(kě)以看出,當采用方和根合成時,若某個分量δk≤(1/3~1/10)δ時,該(gāi)分量即(jí)可視為微小分量。當然,當δk≤(1/10)δ時是完(wán)全可以忽略的。在測量不確定度的評(píng)定中,可充分利用該準則忽略某(mǒu)些微(wēi)小分量,以簡化數據的計(jì)算。
二(èr)、微小誤差取舍準(zhǔn)則的實際意義
1.檢定時標準器的選擇
在檢定裝置的配(pèi)置時(shí)也是(shì)根(gēn)據微小誤差取舍準則,進行各部分誤差的分配;使最後得到的裝置的擴展不確定度(dù)(k一般取3)為被檢表允許誤差的1/3~1/10。至於取多大應綜合考慮被檢表等級、標準的現狀(zhuàng)及經濟條件。例如檢定0.2級表可選用0.05級(jí)的標準(zhǔn),檢定1.5級和2.5級的儀(yí)表可選用0.2級的標(biāo)準。
2.測量(或(huò)檢定)結果的處理
(1)舍入(rù)誤差及其允許值
對於測量(liàng)結果數值修約到哪一位,也是根(gēn)據微小誤差取舍準則確定的(de)。通常數值修約的位(wèi)數要比被測量允許誤差多一個數量(liàng)級,即(jí)修(xiū)約誤差(舍入誤差)與被測允許誤(wù)差之比為1/10~1/20,修(xiū)約間隔為1/5~1/10的(de)允許誤差。此時(shí),|舍入誤差|≤1/2修約間隔。如修約間隔為0.1,則|舍入誤差|≤0.05;修約間隔為0.05,則|舍(shě)入誤差|≤0.025。
(2)測量結果的有效數字
測(cè)量結果的有效數字位數取決於測量擴展不確定度,其修約間隔一般(bān)與擴展不確定度的修(xiū)約間隔相一致。
例:在20℃時,對(duì)一電阻測量的原(yuán)始(shǐ)數據為R20=100.01335Ω,測量擴展不確定度為U=12mΩ,k=2。
則結果應表示為:R20=100.013Ω;U=12mΩ,k=2
(3)計(jì)量器具檢定結果的有效數字
檢定結果的有效數字(zì)位(wèi)數一般應綜合考慮被(bèi)檢(jiǎn)計量器具的最大(dà)允許誤差、分辨力和測量擴(kuò)展不確定度。如在JJG596-1999《電子式(shì)電能表檢定規程》的5.1款中,對各等級電能表的測量(liàng)相對誤差化整間距作了明(míng)確規定,該化整間距為被檢表允許誤差限值的1/10。在JJG622-1997《絕緣電阻表(biǎo)(兆歐表)檢定規程》的24款中,規定被檢絕緣電阻表的最大(dà)基本誤差的計算數據,應按(àn)規則(zé)進行修約,修約間隔(gé)為允許誤差限值(zhí)的1/10。
上(shàng)述規(guī)定都是運用微小誤差取舍準則的結果。
關於微小誤差取舍準則應注意代數和合成與(yǔ)方和根(gēn)合成兩種(zhǒng)方法(fǎ)的適(shì)用情況。在測量誤(wù)差的分析(xī)與合成及不確定(dìng)度的分析與合成中應充分利用微小誤差取舍準則,以(yǐ)簡化計算(suàn),同時在測量(liàng)設備(bèi)的選擇和數據處理(lǐ)中應(yīng)遵循微小(xiǎo)誤差取舍準則。