我们用一个具体例子来详细说明如何计算绝对误差与误差精度百分比。
假设我们正在使用一块数据采集卡测量电压信号,以下是已知条件:
1、测量值:实际测量到的电压为 4.998V。
2、真实值:标准设备标定的真实电压值为 5.000V。
当真实值已知时,绝对误差的公式为:
绝对误差=∣测量值−真实值∣
计算过程:
绝对误差=∣4.998−5.000∣=0.002 V
结果:
绝对误差=0.002 V
在许多情况下,真实值不可知。此时,绝对误差通常通过设备的规格参数(例如量化误差、非线性误差、增益误差、偏移误差等)进行估算。
绝对误差的来源包括:
v 量化误差:由 ADC 分辨率引入的误差。
v 增益误差:放大器增益不准确导致的误差。
v 偏移误差:零点偏移导致的误差。
v 非线性误差:输入与输出之间关系的非线性失真。
估算公式:
有了绝对误差以后,我们就可以计算误差精度。误差精度百分比通常用来表示测量值与真实值之间的偏差相对于量程或满量程的比例。计算时,基于绝对误差公式如下:
基于绝对误差的精度百分比
如果已知绝对误差(通常由硬件数据手册给出或实验测得),精度百分比可按以下公式计算:
示例:
v 绝对误差为 0.002V(如之前计算的综合误差)。
v 量程为 -10V至 10 V,满量程范围为 20 V。
计算: