仪器的准确度Accuracy课件.ppt

1、準確性準確性( (Accuracy)Accuracy)誤差種類儀器準確度時間因素儀器參數儀器的誤差儀器的誤差Classification of ErrorsRandom errors：任意誤差、隨機數差Systematic errors：系統誤差、偏差Illegitimate errors：不當誤差、人為誤差(A)(C)(D)(B)打靶The relationship between bias, accuracy and precision Precision (variance) AccuracyBias偏差與精確度XiX儀器的準確度儀器的準確度(Accuracy)準確度Precision

2、(repeatability) :The agreement of repeated observation measurement of random errorsBias：The displacement of the observed and true value measurement of systematic errorAccuracy：A combination of precision and bias Precision (repeatability) 表示法表示法Standard deviation Standard error Probable error 0.6745

3、S1)(var2nXXiancesinXXai100XanSSX精確度表示法Average deviation Percentage uncertainty樣本變異數高斯分布之次數分布 SS68.3%2122212)(1)(iiixnxfxxS變異nXxni1fHalf-band-width intervalf=n-12122212)(1)(iiixnxfxxS變異nssxSS68.3%25103n=n=25n=10n=3樣本標準誤(Standard error)抽樣數為抽樣數為3,10,25,之分佈曲線之分佈曲線估計T 分布分布nst例如我們做了例如我們做了5次測量，其均數值為次測量，其均數

4、值為5.02，標準差，標準差(s)為為0.03，假定在，假定在95%信賴信賴度之下，由表得度之下，由表得t=2.78，故依第上公式得：故依第上公式得： 04. 0503. 078. 2nst樣品測量的平均數值範圍應為樣品測量的平均數值範圍應為5.02 0.04如果我們另做一個測量，而其平均數值在如果我們另做一個測量，而其平均數值在4.98至至5.06之間之間 (犯錯的機會只有犯錯的機會只有5%) T分佈表分佈表我們對於某一個測量樣品，可以在某信賴度內，得到平均數值之界限，其公式為：我們對於某一個測量樣品，可以在某信賴度內，得到平均數值之界限，其公式為：利用恆溫水槽校正溫深儀,恆溫水槽之水溫設為

5、攝氏10.00度,溫深儀之讀數紀錄如下:10.1 10.2 10.1 10.4 10.1 10.0 10.1 9.9 10.4 10.2請問該水溫Sensor之測量精確度(Precision)與準確度(Accuracy) ？以平均誤差(Average deviation)表示。請計算測量值的99%信賴區間 ?precision=|xi-10.15|/(n-1)=0.1581 Accuracy= |xi-10|/n=0.17 x t*s/ n=10.15 3.25*0.1581/10=10.15 0.163環境變遷感應器反應時間RECba環境變遷感應器反應Va-bRC時間時間常數時間常數時間時間

6、參數參數實際=測量實際測量d環境固定變遷中環境穩定實際實際測量測量參數時間d環境變動中實際實際下放下放 (快快)度溫深度實際實際下放下放 (慢慢)度溫深度以收放速度與量測之海水垂直水溫實際實際上昇上昇 (快快)度溫深度以收放速度與量測之海水垂直水溫實際實際上昇上昇 (慢慢)度溫深度儀器參數(Other instrument parameters)Theoretical transfer function理論轉換函數： (Dynamic Range動力範圍)Static error band靜誤差帶： (Noise)Sensitivity靈敏度： Ratio of full-scale outp

7、ut to full-scale measurand valueResolution分辨力、解析度： The smallest change of measurand that produces a recognizable changeThreshold閥值： Minimum value system is capable of detecting, the resolution at the low end of the scale儀器參數靈敏度靈敏度Sensitivity假設一個測量水流的感應器可以量出0-5節(1節=每1小時1浬)的速率，又設其電力輸出為0-1伏特，其靈敏度等於1伏特除

8、以5節，即每節02伏特。(測量範圍)(輸出範圍)VU=1 VL=0MU=5 ML=0Sensitivity =1/5 =0.2 Volt/Knot分解能分解能Resolution若儀器能讀出之電力最小刻度為0.05伏特的變化，則此儀器制度的分解能為0.25節(即是0.05*5節=0.25節)，通常以5%表示(=0.25節5節=0.05)。(輸出範圍)(測量範圍)數位裝置的分解能或解析度數位裝置的分解能或解析度現在多數測量裝置為數位裝置，將測量結果利用A/D converter 進行類比數位的轉換，Sensor感應的電力變遷透過A/D卡轉成數位值，數位值為非連續值，此非連續值的分解能(數位分解能)與A/D卡位元數有關，例如8位元的A/D卡的數位分解能為Sensor感應值的1/256 ，10位元A/D卡則可達1/1024 。digit output (read-out)Analog input (sensor)10 bit A/D8 bit A/D