误差理论与数据处理 复习题及答案

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求残差并校核,残差和为0,计算正确 求加权算术平均值的标准差:

根据  ?x??p?ii?1m2xi(m?1)?pii?1m(2?51)

根据  ?x?509.28?0.50(?)

(11?1)*200

结果表达:如果取置信系数t=2,则置信概率P 为0.95 测量结果=

(1215.06?2*0.50)??(1215.06?1.00)?

f(?)??2?2

概率密度分布:正态公式

1?2?e??22?2?10.5*2?e??22*0.52?0.80e?2?2

f(?)?0.80e

8. 测某一温度值15 次,测得值如下:(单位:℃)

20.53, 20.52, 20.50, 20.52, 20.53, 20.53, 20.50, 20.49, 20.49,20.51, 20.53, 20.52, 20.49, 20.40, 20.50,已知温度计的系统误差为-0.05℃,除此以外不再含有其它的系统误差,试判断该测量列是否含有粗大误差。要求置信概率P=99.73%,求温度的测量结果。 解: (1)已定系统误差:Δ = ?0.05℃ (2) x?20.504,??0.033(3) 因为:

?V14?20.40?20.504?0.104?0.033*?所以:第14 测量值含有粗大误差,应剔除。 (4) 剔除粗大误差后,

x?20.511,??0.016??3*0.016,?x?0.01615?0.004(5) p = 99.73% ,t=3 , (6) 测量结果:

?limx?3*?x?0.012

(x?0.05)?0.0129. 用一台测量精度为±0.25%的压力变送器与一台模拟显示仪表组成压力测量系统,要求测量精度不低于±1.0%,问应选用哪一精度等级的显示仪表? 误差分配问题:认为两个环节互不相关 22?系统??变送器??显示仪表

?显示仪表??2系统??2变送器22?(?1.0)?(?0.25)??0.96%

10. 电阻的测量值中仅有随机误差,且属于正态分布,电阻的真值 标准差

,试求出现在

之间的置信概率。

,测量值的

按正态分布置信概率公式:

??0.2,???0.5,t?1P?F(?)??2??2.5 ????e???22?22d??2??e0tt2?2dt?0.9976

用弓高弦长法间接测量大工件直径。如图所示,车间工人用一把卡尺量得弓高 h = 50mm ,弦长 l = 500mm。已知,弓高的系统误差 ?h = -0.1mm , 弦长的系统误差 ?l = 1mm 。试问车间工人测量该工件直径的系统误差,并求修正后的测量结果。

D?D0??D?1300?7.4?1292.6mm对某工件进行5 次测量,在排除系统误差的条件下,求得标准差σ = 0.005 mm , 若要求测量结果的置信概率为95% ,试求其置信限? 解:

1. 求置信系数:因测量次数 n 较小,应按t 分布,置信概率为 95%时,

??1?95%?0.05,??n?1?4

查表:ta=2.78

2. 求极限误差即为置信限:

则算术平均值的极限误差为:

?limx??ta?x(2?39)

?limx??2.78?0.005/n??2.78?0.005/5??0.006mm

用某仪器测量工件尺寸,在排除系统误差的条件下,其标准差σ = 0.004 mm ,若要求测量结果的置信限不大于± 0.005mm,当置信概率为99%时,试求必要的测量次数? 解:根据

?limx??ta?x??ta?/n(2?39)

??1?99%?0.01,??n?1?8, ta=3.36 ??1?99%?0.01,??n?1?7, ta=3.50 ??1?99%?0.01,??n?1?6, ta=3.71

当=9时,

?0.005mm??3.36*0.004/9?0.0045mm

当=8时,

?0.005mm??3.50*0.004/8?0.0049mm

当=7时,

?0.005mm??3.71*0.004/7?0.0056mm

所以测量次数至少为8次。

用某仪器测量工件尺寸,已知该仪器的标准差σ =0.001mm ,若要求测量的允许极限误差不超过± 0.0015mm ,而置信概率P 为0.95 时,应测量多少次?

?limx??ta?x??ta?/n(2?39)

如果按正态分布,置信概率P 为0.95 时,t=2

0.0015??t?x??2*0.001/n

(?2*0.001)2n??1.78?2

20.0015因为测量次数太少,所以改按t分布求取: 当=6时,

??1?95%?0.05,??n?1?5, ta=2.57

?0.0015mm??2.57*0.001/6?0.0010mm

当=5时,

??1?95%?0.05,??n?1?4, ta=2.78

?0.0015mm??2.78*0.001/5?0.0012mm

当=4时,

??1?95%?0.05,??n?1?3, ta=3.18

?0.0015mm??3.18*0.001/4?0.0016mm

所以至少测量5次。

3-4 测量某电路的电流I =22.5mA,电压U =12.6V,测量的标准差分别为σI =0.5mA,σU =0.1V,求所耗功率P =UI 及其标准差σ

P ?

解:根据P?IV不考虑系统误差时: P(VA)0?IV?12.6*22.5/1000?0.2835误差传递系数分别为:?P?U?12.6(V)?I?P?I?0.0225(A)?U

根据P67标准差合成公式

?P22?P22?P?()?I?()?U?I?U 0.5222?12.6*()?0.0225*0.1?0.00669(VA)10002

所消耗功率为0.2835VA,标准差?P?0.00669VA

3-5 已知x ±σx=2.0±0.1, y ±σy =3.0±0.2,相关系数ρ

?xy =0,试求

解:

?x3y的值及其标准差。

1.求?的值:??x3y?2.0*33.0?2.0*1.44?2.88

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