檢測系統(tǒng)往往由若干個環(huán)節(jié)組成,測量過程往往包含有若干個環(huán)節(jié),各個環(huán)節(jié)都存在著誤差因素。任何測量結果都包含有一定的測量誤差,這是檢測系統(tǒng)或測量過程各個環(huán)節(jié)一系列誤差因素共同影響的綜合結果。各個環(huán)節(jié)的誤差因素稱為單項誤差。根據各單項誤差來確定測量結果的總誤差,這就是誤差的合成。測量結果的總誤差常用極限誤差來表示,也可用標準差來表示。
若用標準差來表示測量結果的總誤差,由于在一般情況下已定系統(tǒng)誤差可以從測量結果中修正,因此只需考慮未定系統(tǒng)誤差與隨機誤差的合成問題。
若在測量過程中有P個單項未定系統(tǒng)誤差,它們的標準差分別為 ;有 個單項隨機誤差,它們的標準差分別為 。為計算方便,設各個單項誤差傳遞系數均為1,則測量結果的總標準差為:
(1.1)
式中,R為各個誤差間協(xié)方差之和。
當各個誤差間互不相關時,各個誤差間協(xié)方差為零,則式(1-1)可簡化為
(1.2)
對于單次測量,可直接按式(1.1)或式(1.2)求得最后結果的總標準差。對多次重復測量,由于隨機誤差具有抵償性,而系統(tǒng)誤差則固定不變,因此總標準差合成公式中的隨機誤差項應除以重復測量次數n,即測量結果平均值的總標準差為
(1.3)
比較式(1.2)和式(1.3)可知,對于單次測量的總標準差合成中,不需嚴格區(qū)分各個單項誤差是未定系統(tǒng)誤差還是隨機誤差;而對于多次重復測量的總標準差合成中,則必須嚴格區(qū)分各個單項誤差是未定系統(tǒng)誤差還是隨機誤差。
若在測量過程中有r個單項已定系統(tǒng)誤差,它們的誤差值分別為 ;有 個單項未定系統(tǒng)誤差,它們的極限誤差分別為 ;有 個單項隨機誤差,它們的極限誤差分別為 。為計算方便,設各個單項誤差傳遞系數均為1,則測量結果的總極限誤差為
(1.4)
式中,R為各個誤差間協(xié)方差之和; 為總極限誤差的置信系數。當單項誤差的數目較多時,合成的總極限誤差接近于正態(tài)分布,因此總極限誤差的置信系數 可按正態(tài)分布來確定。
在一般情況下,已定系統(tǒng)誤差可以從測量結果中修正后,測量結果的總極限誤差為
(1.5)
當各個單項誤差均服從正態(tài)分布時,各個單項極限誤差與總極限誤差選定相同的置信概率,其相應的各個置信系數相同,式(1.5)可簡化為
(1.6)
當各個單項誤差間互不相關時,各個單項誤差間協(xié)方差為零,則有
(1.7)
對于單次測量,可直接按式(1.5)或式(1.6)、式(1.7)求得最后結果的總極限誤差。對多次重復測量,由于隨機誤差具有抵償性,而系統(tǒng)誤差則固定不變,因此總極限誤差合成公式中的隨機誤差項應除以重復測量次數n,即測量結果平均值的總極限誤差為
(1.8)
比較式(1.7)和式(1.8)可知,對于單次測量的總極限誤差合成中,不需嚴格區(qū)分各個單項誤差是未定系統(tǒng)誤差還是隨機誤差;而對于多次重復測量的總極限誤差合成中,則必須嚴格區(qū)分各個單項誤差是未定系統(tǒng)誤差還是隨機誤差。
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