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误差的分配

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:在拟订测量方案,选择测量设备等场合,常需考虑误差分配。这里,研究间接测量的函数误差分配,其基本原理也适用于一般测量的误差分配。按等影响原则分配误差常会出现不合理的情况。这是因为对各分项误差平均分配的结果,会造成对一部分测量误差的需求实现颇感容易,而对另一些测量误差的要求则难以达到。对难以实现的分项误差适当扩大,对容易实现的分项误差则尽可能缩小,其余分项误差则不予调整。

任何测量过程皆包含有多项误差,而测量结果的总误差则由各个单项误差的综合影响所确定。通过测量,掌握了各个单项误差以求测量结果的总误差,是误差的合成;相反,如果给定测量结果允许的总误差,如何合理确定各个单项误差。例如,用弓高弦长法测量大直径D,若已经给定直径测量的允许极限误差δD,要求确定弓高h和弦长l的测量极限误差δh与δl各为多少,这就是误差分配问题。在拟订测量方案,选择测量设备等场合,常需考虑误差分配。

这里,研究间接测量的函数误差分配,其基本原理也适用于一般测量的误差分配。对于函数的已定系统误差,可以通过事先修正法来消除,故在误差分配时,不必考虑已定系统误差的影响,而只需要研究随机误差的未定系统误差的分配问题,根据式(1- -50)和式(1-54),这两种误差在误差合成时可同等看待,因此在误差分配时也可同等看待,不妨假设各误差因素皆为随机误差,且互不相关,有

误差分配就是对于给定的σy,合理确定σi或相应的σyi,使满足

显然,式(1-55)没有惟一解,但总可以用适当的方式找出既合理又合适的一种或几种解,甚至是在一定约定条件下的最优解。比较简单实用的方式是按下列步骤求解。

1.按等影响原则分配误差

等影响原则是控制各分项误差对函数误差的影响相等,即

由此可得

或用极限误差表示

式中δ——函数的总极限误差;

δi——各单项误差的极限误差。

如果各个测得值的误差满足式(1-57)和式(1-58),则所得的函数误差不会超过允许的给定值。

2.按可能性调整误差

按等影响原则分配误差常会出现不合理的情况。这是因为对各分项误差平均分配的结果,会造成对一部分测量误差的需求实现颇感容易,而对另一些测量误差的要求则难以达到。这样,势必需要用昂贵的高准确度等级的仪器,或者以增加测量次数及其测量成本为代价。

另一方面,从式(1-57)和式(1-58)可以看出,当各个分项误差一定时,相应测量值的误差与其传播系数成正比。因此,当分项误差相等时,相应测量值的误差并不相等,有的可能相差很大。

由于存在上述两种情况,对按等影响原则分配的误差,必须根据具体情况进行调整。对难以实现的分项误差适当扩大,对容易实现的分项误差则尽可能缩小,其余分项误差则不予调整。

验算调整后的总误差:误差按等影响原理初步分配,再经合理调整后,应按照误差合成公式计算实际总误差,若超出给定的允许误差范围,应选择可能缩小的误差项再进行缩小。若实际总误差较小,可适当扩大难以实现的误差项的误差,合成后与要求的总误差进行比较,直到满足要求为止。

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