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测量数据的处理

发布时间:2008/9/16 0:00:00 访问次数:1999

  1.等精度测量数据的处理

  当对某一量的测量精度要求较高时,往往需要进行多次等精度测量,然后用求取平均值和标准偏差的方法来表示测量结果。这种方法对消除随机误差有效,但不能去除系统误差和粗差。因此,为了得到被测量的精确值,在测量前就应尽可能地消除引入系统误差的各种因素。在测量过程中,还应通过数据分析,进一步检查有无系统误差和粗差,并要设法查明原因,对系统误差的影响加以消除和修正,使其减弱到可以忽略的程度,而对粗差则应全部剔除。然后,再对消除了系统误差和粗差之后的测量数值进行数据处理,来消除随机误差的影响,这样才能得到精确的测量结果。

  2.实验数据的图示处理

  测量结果除用数据表格表示外,经常还用各种图线来表示。利用图线表达测量结果的方法称为图示处理法。它是将实验数据以直观、形象的图线形式画在坐标纸上,来表达被测量间相互关系的一种方法。这种方法易于清晰地显示出各被测量间数据变化的极大值、极小值、转折点及其他特性。通过图线可以求得未经观测的实验数据,图线还有助于发现实验中的测量错误,平滑图线有多个测量数据取平均并消除部分误差的效果,借助图线还可以寻找被测量间的函数关系或经验公式。用图示法来研究电信、电气网络各参数对其特性(如传输特性、幅频特性等)的影响是十分有用的,因此,图示处理法是一种常用的数据处理方法。

  图示法对测量数据处理的效果取决于所作图是否符合要求,一条好的图线应当满足两点基本要求:第一,所画图线要符合被测量之间关系变化的客观规律;第二,所作图线要符合作图要求。要画出一条能满足这种要求的图线,应当做到:

  (1)正确选取实验数据

  所取实验数据要能完整、精确地反映出被测量之间关系变化的客观规律。这是决定能否画好—条图线的基础。为此,读取实验数据时除保证一定的精度外,在图线变化剧烈的部分要多取一些数据点,在图线变化比较缓慢的区域或线性变化区,可少取些数据点,图线上极值点和拐点处的数据必须要完整。

  (2)正确选取坐标系

  坐标系应根据函数关系或图形需要选取。坐标系的类型有直角坐标系、半对数坐标系、双对数坐标系、极坐标系等。坐标系的尺寸应根据测量值有效数字的位数来确定,。一般不要太小。

  为了在有限的图纸篇幅内能够有效而完整地表达出图线的全部特征,应当正确地选择坐标系。例如,对于有源低通滤波器电路的频率响应,若选用均匀坐标,要么低频部分的响应特性会被压缩在一起而不能充分地表示出来,要么就得使图纸篇幅取得很大,不便于使用。如果采用半对数坐标,这个问题就能得到很好的解决。

  (3)选取坐标轴

  一般情况下,自变量用横轴来表示,因变量用纵轴来表示,在坐标轴的始端应表明本坐标所代表的物理量的符号和单位。

  (4)正确分度坐标轴

  坐标轴的分度,一要方便读数,二要与测量值的有效数字位数相适应,三要使被测图线大体上能匀称地充满全幅图纸。一般说来,应尽可能地使测得的可靠数字在图上能够准确直读,对最常用的直角坐标纸来说,一般应使其一小格对应于可靠数字末位的一个单位,或者两个单位,或者五个单位。

  为便于充分表达被测图线的变化特征,两坐标轴可以取不同的分度值,坐标轴的分度范围也不一定以零为起点。可以选取小于最小测量值的某一个整数为起点,以大于最大测量位的某一个整数为终点。坐标轴的分度值,应用数字等间距地进行标注,间距要适当,以方便读数。

  在某些情况下,有的自变量取值范围很广,而在自变量变化的某一宽阔的范围内,因变量的变化又非常微小,这时可以把代表自变量的坐标在某一范围内用断裂线断开,以减小图幅,同时也能充分地表达出因变量随自变量变化的主要特征。

  (5)标记数据点

  把测量的各组数据用细铅笔以×、+或·等符号标记在已分度好的坐标纸上。如果在同一坐标纸上要作几条曲线,应以不同的符号进行标记,以示区别。标记数据点时,应尽量做到标记位置准确,以减小标记误差。

  (6)正确连线

  除了测量数据准确与否之外,连线方式的精确程度是决定图示处理精度的另一关键。通常应根据被测量间的函数关系和标记在坐标纸上的数据点,用直尺或曲线板进行连接。一般情况下,被测量间关系变化的图线是一条平滑曲线,所连图线不一定要通过坐标纸上所有的数据点。因为测量数据中总会有误差,要使所连图线通过所有的数据点,无疑会保留一切测量误差,显然这是不可取的。而应使曲线依被测量关系变化的规律平滑地通过大部分数据点,以表示出所测数据的一般变化趋势。连线不宜过分迁就个别点,对那些偏离过大的
数据点,应分析其出现的原因或重新对其测量进行核对,确属测量失误者应予剔除。依照上述原则来绘制曲线称为“拟合曲线”。拟合曲线可以消除因失误所造成的测

  1.等精度测量数据的处理

  当对某一量的测量精度要求较高时,往往需要进行多次等精度测量,然后用求取平均值和标准偏差的方法来表示测量结果。这种方法对消除随机误差有效,但不能去除系统误差和粗差。因此,为了得到被测量的精确值,在测量前就应尽可能地消除引入系统误差的各种因素。在测量过程中,还应通过数据分析,进一步检查有无系统误差和粗差,并要设法查明原因,对系统误差的影响加以消除和修正,使其减弱到可以忽略的程度,而对粗差则应全部剔除。然后,再对消除了系统误差和粗差之后的测量数值进行数据处理,来消除随机误差的影响,这样才能得到精确的测量结果。

  2.实验数据的图示处理

  测量结果除用数据表格表示外,经常还用各种图线来表示。利用图线表达测量结果的方法称为图示处理法。它是将实验数据以直观、形象的图线形式画在坐标纸上,来表达被测量间相互关系的一种方法。这种方法易于清晰地显示出各被测量间数据变化的极大值、极小值、转折点及其他特性。通过图线可以求得未经观测的实验数据,图线还有助于发现实验中的测量错误,平滑图线有多个测量数据取平均并消除部分误差的效果,借助图线还可以寻找被测量间的函数关系或经验公式。用图示法来研究电信、电气网络各参数对其特性(如传输特性、幅频特性等)的影响是十分有用的,因此,图示处理法是一种常用的数据处理方法。

  图示法对测量数据处理的效果取决于所作图是否符合要求,一条好的图线应当满足两点基本要求:第一,所画图线要符合被测量之间关系变化的客观规律;第二,所作图线要符合作图要求。要画出一条能满足这种要求的图线,应当做到:

  (1)正确选取实验数据

  所取实验数据要能完整、精确地反映出被测量之间关系变化的客观规律。这是决定能否画好—条图线的基础。为此,读取实验数据时除保证一定的精度外,在图线变化剧烈的部分要多取一些数据点,在图线变化比较缓慢的区域或线性变化区,可少取些数据点,图线上极值点和拐点处的数据必须要完整。

  (2)正确选取坐标系

  坐标系应根据函数关系或图形需要选取。坐标系的类型有直角坐标系、半对数坐标系、双对数坐标系、极坐标系等。坐标系的尺寸应根据测量值有效数字的位数来确定,。一般不要太小。

  为了在有限的图纸篇幅内能够有效而完整地表达出图线的全部特征,应当正确地选择坐标系。例如,对于有源低通滤波器电路的频率响应,若选用均匀坐标,要么低频部分的响应特性会被压缩在一起而不能充分地表示出来,要么就得使图纸篇幅取得很大,不便于使用。如果采用半对数坐标,这个问题就能得到很好的解决。

  (3)选取坐标轴

  一般情况下,自变量用横轴来表示,因变量用纵轴来表示,在坐标轴的始端应表明本坐标所代表的物理量的符号和单位。

  (4)正确分度坐标轴

  坐标轴的分度,一要方便读数,二要与测量值的有效数字位数相适应,三要使被测图线大体上能匀称地充满全幅图纸。一般说来,应尽可能地使测得的可靠数字在图上能够准确直读,对最常用的直角坐标纸来说,一般应使其一小格对应于可靠数字末位的一个单位,或者两个单位,或者五个单位。

  为便于充分表达被测图线的变化特征,两坐标轴可以取不同的分度值,坐标轴的分度范围也不一定以零为起点。可以选取小于最小测量值的某一个整数为起点,以大于最大测量位的某一个整数为终点。坐标轴的分度值,应用数字等间距地进行标注,间距要适当,以方便读数。

  在某些情况下,有的自变量取值范围很广,而在自变量变化的某一宽阔的范围内,因变量的变化又非常微小,这时可以把代表自变量的坐标在某一范围内用断裂线断开,以减小图幅,同时也能充分地表达出因变量随自变量变化的主要特征。

  (5)标记数据点

  把测量的各组数据用细铅笔以×、+或·等符号标记在已分度好的坐标纸上。如果在同一坐标纸上要作几条曲线,应以不同的符号进行标记,以示区别。标记数据点时,应尽量做到标记位置准确,以减小标记误差。

  (6)正确连线

  除了测量数据准确与否之外,连线方式的精确程度是决定图示处理精度的另一关键。通常应根据被测量间的函数关系和标记在坐标纸上的数据点,用直尺或曲线板进行连接。一般情况下,被测量间关系变化的图线是一条平滑曲线,所连图线不一定要通过坐标纸上所有的数据点。因为测量数据中总会有误差,要使所连图线通过所有的数据点,无疑会保留一切测量误差,显然这是不可取的。而应使曲线依被测量关系变化的规律平滑地通过大部分数据点,以表示出所测数据的一般变化趋势。连线不宜过分迁就个别点,对那些偏离过大的
数据点,应分析其出现的原因或重新对其测量进行核对,确属测量失误者应予剔除。依照上述原则来绘制曲线称为“拟合曲线”。拟合曲线可以消除因失误所造成的测

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