《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》教學(xué)大綱2014修訂(共11頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 誤差理論與數(shù)據(jù)處理 （Accuracy Theory and Data Analyses） 課程編號(hào)：（根據(jù)選課系統(tǒng)中編號(hào)填寫） 學(xué) 分：3 學(xué) 時(shí)：45 （其中：講課學(xué)時(shí)：39 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 上機(jī)學(xué)時(shí)： ） 先修課程：概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、測試技術(shù)、信號(hào)分析和處理 適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器 教 材：《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》，費(fèi)業(yè)泰，機(jī)械工業(yè)出版社，2010.5 開課學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 一、課程的性質(zhì)與任務(wù) 《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》是高等學(xué)校測控技術(shù)及儀器專

2、業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，也可作為機(jī)械類專業(yè)、信息類專業(yè)和其它有關(guān)專業(yè)本科生、研究生的必修課或選修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握測試與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本理論與方法，正確估計(jì)被測量的值，科學(xué)客觀地評(píng)價(jià)測量結(jié)果，并根據(jù)測試對(duì)象的精度要求，對(duì)測試與實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，為后續(xù)專業(yè)課程及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)奠定理論基礎(chǔ)。 二、課程對(duì)畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)的支撐 1. 本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求5和畢業(yè)要求6； 2. 本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求5中的指標(biāo)點(diǎn)1：了解與本專業(yè)相關(guān)職業(yè)和行業(yè)的法律基礎(chǔ)知識(shí)，占該指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的30%； 3. 本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求5中的指標(biāo)點(diǎn)3：能正確認(rèn)識(shí)工程對(duì)于客

3、觀世界和社會(huì)的影響，把握國內(nèi)外測量控制與儀器相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)變化，占該指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的20%； 4. 本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求6中的指標(biāo)點(diǎn)3：能夠?qū)y控系統(tǒng)和儀器工程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，占該指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的30%。 三、課程的內(nèi)容及要求 第一章 緒論 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）研究誤差的意義 （2）誤差的基本概念 A. 誤差的定義及表示法 B. 誤差來源 C. 誤差分類 （3）精度 A. 精度的基本概念 B．量值的傳遞、標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)確度等級(jí) （4）有效數(shù)字與數(shù)據(jù)運(yùn)算 A. 有效數(shù)字 B. 數(shù)字舍入規(guī)則 C. 數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)則 2. 知識(shí)、能

4、力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）了解并掌握誤差的基本概念，包括誤差的定義、來源及分類等； （2）了解精度的基本概念及其不同的表示方法，了解量值傳遞、標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)確度等級(jí)的概念及相關(guān)法規(guī)等方面的知識(shí)； （3）掌握有效數(shù)字含義、數(shù)字的舍入準(zhǔn)則與數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)則，能根據(jù)精度要求準(zhǔn)確表達(dá)測量數(shù)據(jù) 3. 重難點(diǎn) （1）能正確分析誤差來源； （2）測量誤差按誤差性質(zhì)的分類處理； （3）能準(zhǔn)確表示有效數(shù)字； （4）了解量值傳遞、標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)確度等級(jí)的概念及相關(guān)法規(guī) 第二章 誤差的基本性質(zhì)與處理 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）隨機(jī)誤差 A．隨機(jī)誤差的產(chǎn)生原因 B．正態(tài)分布

5、C．算術(shù)平均值及測量標(biāo)準(zhǔn)差 D．測量的極限誤差 E．不等精度測量 F．隨機(jī)誤差的其他分布 （2）系統(tǒng)誤差 A．系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因 B．系統(tǒng)誤差的特征 C．系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn) D．系統(tǒng)誤差的減小和消除 （3）粗大誤差 A．粗大誤差的產(chǎn)生原因 B．防止與消除粗大誤差的方法 C．判別粗大誤差的準(zhǔn)則 （4）測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理實(shí)例 A．等精度直接測量列測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理實(shí)例 B．不等精度直接測量列測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理實(shí)例 2. 知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）掌握隨機(jī)誤

6、差、系統(tǒng)誤差和粗大誤差的基本概念及其產(chǎn)生原因； （2）了解并掌握三種誤差的性質(zhì)及其處理方法； （3）掌握測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)果的表達(dá)方法； （4）具有根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理地處理測量數(shù)據(jù)并正確地表達(dá)測量結(jié)果的能力 3. 重難點(diǎn) （1）三大類誤差的特征、性質(zhì)以及減小各類誤差對(duì)測量精度影響的措施； （2）等精度與不等精度測量的數(shù)據(jù)處理方法； （3）測量數(shù)據(jù)的處理與結(jié)果的正確表達(dá) 第三章 誤差的合成與分配 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）函數(shù)誤差 A．函數(shù)系統(tǒng)誤差計(jì)算 B．函數(shù)隨機(jī)誤差計(jì)算 C．誤差間的相關(guān)關(guān)系和相關(guān)系數(shù) （2）隨

7、機(jī)誤差的合成 A．標(biāo)準(zhǔn)差的合成 B．極限誤差的合成 （3）系統(tǒng)誤差的合成 A．已定系統(tǒng)誤差的合成 B．未定系統(tǒng)誤差的合成 （4）系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的合成 A．按極限誤差合成 B．按標(biāo)準(zhǔn)差合成 （5）誤差分配 A．按等作用原則分配誤差 B．按可能性調(diào)整誤差 C．驗(yàn)算調(diào)整后的總誤差 （6）微小誤差的取舍準(zhǔn)則 （7）最佳測量方案的確定 A．選擇最佳函數(shù)誤差公式 B．使誤差傳遞系數(shù)等于零或?yàn)樽钚? 2. 知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）了解函數(shù)誤差概

8、念及其計(jì)算方法； （2）掌握誤差合成的概念及方法，能正確分析測量結(jié)果中可能存在的誤差并進(jìn)行有效的合成，給出最終的測量總誤差； （3）掌握誤差分配的原則及方法，能根據(jù)設(shè)計(jì)給定精度合理地分配各單項(xiàng)誤差，保證整個(gè)測量儀器或系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的精度； （4）能合理地開展誤差分析，據(jù)此選擇最佳測量方案，并指導(dǎo)儀器的設(shè)計(jì)。 3. 重難點(diǎn) （1）函數(shù)系統(tǒng)誤差、函數(shù)隨機(jī)誤差的計(jì)算 （2）未定系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差的合成及相關(guān)系數(shù)的計(jì)算； （2）誤差的合理分配； （3）最佳測量方案的分析確定 第四章 測量不確定度 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）測量不確定度的基本概念 A．測量不確定度定義

9、 B．測量不確定度與誤差 C．測量不確定度的由來、發(fā)展及相關(guān)法律法規(guī) （2）標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定 A．標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定 B．標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定 C．自由度及其確定 （3）測量不確定度的合成 A．合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 B．展伸不確定度 C．不確定度的報(bào)告 （4）測量不確定度應(yīng)用實(shí)例 2. 知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）了解測量不確定度的基本概念及其與測量誤差的關(guān)系； （2）了解測量不確定度的由來、發(fā)展及相關(guān)法律法規(guī) （3）掌握測量不確定度的A類與B類評(píng)定方法； （4）掌握自由度的計(jì)算方法

10、； （5）掌握合成不確定度、展伸不確定度的計(jì)算方法； （6）能正確分析測量過程中的不確定度分量，用合成不確定度或展伸不確定度表示測量結(jié)果，并能正確撰寫不確定度報(bào)告。 3.重難點(diǎn) （1）測量不確定度的評(píng)定方法尤其是B類評(píng)定的正確運(yùn)用； （2）能進(jìn)行實(shí)際測量結(jié)果的不確定度評(píng)定，分析并計(jì)算各不確定度分量； （3）能進(jìn)行不確定度的合成，并根據(jù)置信概率計(jì)算展伸不確定度，撰寫不確定度報(bào)告 第五章 線性參數(shù)的最小二乘法處理 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）最小二乘法原理 （2）正規(guī)方程 A．等精度測量線性參數(shù)最小二乘法處理的正規(guī)方程 B．不等精度測量線性參數(shù)最小二乘法處理的

11、正規(guī)方程 C．非線性參數(shù)最小二乘法處理的正規(guī)方程 D．最小二乘原理與算術(shù)平均值原理的關(guān)系 （3）精度估計(jì) A．測量數(shù)據(jù)的精度估計(jì) B．最小二乘估計(jì)量的精度估計(jì) （4）組合測量的最小二乘法處理 2. 知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）掌握最小二乘法原理； （2）掌握等精度測量與不等精度測量最小二乘處理的正規(guī)方程； （3）能利用最小二乘法處理的結(jié)果對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行精度估計(jì)； （4）了解組合測量的最小二乘法處理原理 （5）能根據(jù)最小二乘法原理和正規(guī)方程同時(shí)求解多個(gè)帶測量。 3. 重難點(diǎn) （1）正規(guī)方程的求解； （2）最小二乘法的靈活

12、運(yùn)用 第六章 回歸分析 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）回歸分析的基本概念 A．函數(shù)與相關(guān) B．回歸分析的主要內(nèi)容 C．回歸分析與最小二乘的關(guān)系 （2）一元線性回歸 A．一元線性回歸方程 B．回歸方程的方差分析及顯著性檢驗(yàn) C．重復(fù)試驗(yàn)情況 D．回歸直線的簡便求法 （3）兩個(gè)變量都具有誤差時(shí)線性回歸方程的確定 （4）一元非線性回歸 A．回歸曲線函數(shù)類型的選取和檢驗(yàn) B．化曲線回歸為直線回歸問題 C．回歸曲線方程的效果與精度 （5）多元線性回歸 A．多元線性回歸方程 B

13、．回歸方程的顯著性和精度 C．每個(gè)自變量在多元回歸中所起的作用 2. 知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）掌握回歸分析的基本概念； （2）掌握一元線性回歸和非線性回歸的方法； （3）掌握多元線性回歸的方法； （4）能利用回歸分析的原理求解兩個(gè)或多個(gè)變量之間的內(nèi)在關(guān)系。 3. 重難點(diǎn) （1）一元線性回歸方法的合理運(yùn)用； （2）多元線性回歸方法的原理及實(shí)現(xiàn) 第七章 動(dòng)態(tài)測試數(shù)據(jù)的基本概念 1. 教學(xué)內(nèi)容 （1）動(dòng)態(tài)測試的基本概念 （2）隨機(jī)過程及其特征 （3）動(dòng)態(tài)測試誤差及其評(píng)定 2. 知識(shí)、能力與素質(zhì)等方面的基本要求 （1）了解動(dòng)態(tài)測試的基本概念

14、及其與靜態(tài)測試的關(guān)系； （2）掌握隨機(jī)過程的相關(guān)概念、及其特征表達(dá)； （3）初步了解動(dòng)態(tài)測試誤差的評(píng)定方法； （4）能利用隨機(jī)過程的相關(guān)處理方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試誤差的計(jì)算與評(píng)定。 四、課程學(xué)時(shí)分配 章 節(jié) 講 課 實(shí) 驗(yàn) 上 機(jī) 第一章 緒 論 4 第二章 誤差的基本性質(zhì)與處理 4 2 第三章 誤差的合成與分配 10 2 第四章 測量不確定度 6 2 第五章 線性參數(shù)的最小二乘法處理 6 第六章 回歸分析 8 第七章 動(dòng)態(tài)測試數(shù)據(jù)的基本概念 2 合

15、 計(jì) 40 6 五、大綱說明（內(nèi)容可包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與基本要求、習(xí)題要求及其它一些必要的說明）； 1. 采用多媒體教學(xué)手段，配合例題的講解及適當(dāng)?shù)乃伎碱}，保證講課進(jìn)度的同時(shí)，注意學(xué)生的掌握程度和課堂的氣氛； 2. 課后完成20-30個(gè)習(xí)題，以加深學(xué)生的所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握； 3. 本課程有6個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。 4. 課程考核方式：包括期末考試、期中考試、平時(shí)及作業(yè)情況考核和實(shí)驗(yàn)情況考核。期末考試采用閉卷筆試，考試成績占總成績60%；平時(shí)及作業(yè)成績占總成績20%；期中考試采用閉卷筆試，考試成績占總成績10%；實(shí)驗(yàn)成績占總成績10%

16、。 5. 期末考試試卷題型包括填空題、簡答題、數(shù)據(jù)分析計(jì)算題和綜合應(yīng)用題等，其中考核誤差理論與數(shù)據(jù)處理知識(shí)型題目占30%，包括誤差與精度理論基礎(chǔ)知識(shí)占20%；與本專業(yè)常用的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際規(guī)范相關(guān)內(nèi)容占10%；考核對(duì)測控系統(tǒng)和儀器工程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析能力題目占30%；考核針對(duì)測量控制與儀器工程問題綜合分析與驗(yàn)證的能了占40%。 六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次） 1. 沙定國主編《誤差分析與測量不確定度評(píng)定》，中國計(jì)量出版社，2003 2. 劉智敏著《不確定度原理》，中國計(jì)量出版社，1993

17、 制定人：許楨英 審定人： 批準(zhǔn)人： 2014 年 10 月 15 日 《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱 （Accuracy Theory and Data Analyses） 課程編號(hào)： 課程教學(xué)總學(xué)時(shí)：45 實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)：6

18、 總學(xué)分：3 先修課程：概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、測試技術(shù)、信號(hào)分析和處理 適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器、機(jī)械類專業(yè)、信息類專業(yè) 一、目的與任務(wù) 通過結(jié)合不同測量過程的設(shè)計(jì)、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理和測量精度的精度分析，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的了解，并能運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行測量方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)更直觀、方便及得到更高的精度，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，讓學(xué)生體會(huì)到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)給我們帶來的好處，發(fā)揮出學(xué)生潛在的創(chuàng)造性；通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，處理一般工程設(shè)計(jì)技術(shù)問題的初步能力及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求 （1） 復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)相關(guān)

19、理論知識(shí)，認(rèn)真寫好預(yù)習(xí)報(bào)告； （2） 利用數(shù)學(xué)工具軟件根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果； （3） 分析存在的問題及提供精度的方法。 三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 學(xué)時(shí) 類型 要求 備注 1 測量結(jié)果的表達(dá)與精度分析 2 綜合性 必修 2 一元線性回歸法擬合傳感器的特性曲線 2 綜合性 必修 3 組合測量的最小二乘法處理 2 綜合性 必修 4 動(dòng)態(tài)誤差分析及數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn) 2 綜合性 選修 四、實(shí)驗(yàn)成績的考核與評(píng)定方法 實(shí)驗(yàn)成績的考核，以實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)過程為考核依據(jù)，成績分優(yōu)

20、、良、中、及格和不及格五等，占課程期末成績的10%。 五、大綱說明 計(jì)劃內(nèi)必做3個(gè)實(shí)驗(yàn)，其它實(shí)驗(yàn)學(xué)生選做。 制定人：許楨英 審定人： 批準(zhǔn)人： 2014 年 10 月 15 日  課程簡介 課

21、程編碼： 課程名稱：誤差理論與數(shù)據(jù)處理 英文名稱：Accuracy Theory and Data Analysis 學(xué) 分：3 學(xué) 時(shí)：45 （其中：講課學(xué)時(shí)：39 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 上機(jī)學(xué)時(shí)： ） 課程內(nèi)容：《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》主要介紹跟測量誤差與測量精度相關(guān)的基本知識(shí)，包括誤差的定義、分類、表示、發(fā)現(xiàn)與消除誤差的方法、誤差的性質(zhì)與處理、誤差的合成與分配、測量數(shù)據(jù)的最小二乘法處理及回歸分析等。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握測試與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本理論與方法，正確估計(jì)被測量的值，科學(xué)客觀地評(píng)價(jià)測量結(jié)果，并根據(jù)測試對(duì)象的精度要求，對(duì)測試與實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。 選課對(duì)象：測控技術(shù)與儀器、機(jī)械類專業(yè)、信息類專業(yè) 先修課程：概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、測試技術(shù)、信號(hào)分析和處理 教 材：《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》，費(fèi)業(yè)泰主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年5月第6版 專心---專注---專業(yè)