北京交通大学电子测量第二章大作业doc.docx
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北京交通大学电子测量第二章大作业doc
电子测量大作业
数据处理的通用程序
一．实验要求
参考例2-2-6的解题过程，用c语言或MATLAB设计测量数据误差处理的通用程序，要求如下：
（1）提供测试数据输入，粗大误差判别准则选择等的人机界面；
（2）编写程序使用说明；
（3）通过实例来验证程序的正确性。
二．实验原理
—
1.求平均值U及标准偏差估计值（U）
—1N
U
Ui
Ni1
N
2
uiNU
（U）
i1
N1
2.检查有无异常数据。
用于粗大误差剔除的常见方法有：
①莱特检验法：
当xix3（x）时，该误差为粗大误差。
用于数据服从正态分布的情况
下判断异常值，主要用于测量数据较多时，一般要求n>10。
②肖维纳检验法：
当
xix
ch?
（x）时，该误差为粗大误差。
用于数据服从正态分布的
情况下判断异常值，要求在
n>5时使用。
③格拉布斯检验法：
当
xi
xg?
（x）时，该误差为粗大误差，
g值根据重复测量次数n
和置信概率由附录3的格拉布斯准则表查出。
格拉布斯检验法是在未知总体偏差的情况下，对正态样本或接近正态样本的异常值进行判别。
④除了上述三种检验法外，还有奈尔检验法、Q检验法、狄克逊检验法等。
3.判断有无随时间变化的变值系统误差。
①判断有无累进性系统误差：
n/2n
n为偶数时，若
vi
vi
vimax
i1
in/21
（n1）/2
n
n为奇数时，若
vi
vivimax
i
1
i（n
1）/2
则认为测量中存在累进性系统误差。
②判断有无周期性系统误差：
n12
vivi1
n1
（x）
i1
则认为测量中存在周期性系统误差。
4.给出置信区间
先求出平均值的标准偏差（v）
（v）
，根据n值，查t分布表，可以在给定置信概率下，
n
查出ta的值。
然后求出置信区间：
Uta（U）,Uta（U）
三．实验程序
#include<>
#include<>
intw=0;
/********求平均值**********/
/*形参分别为数据总量、数据*/
floatave（intb,floata[]）
{
floatsum,average;
inti;
for（i=0,sum=0;i{
sum=sum+a[i];
}
average=sum/b;
returnaverage;
}
/*********标准差估计值************/
/*形参分别为数据总量、数据、平均值*/
floatsd（intb,floata[],floatav）
{
floatsum2,c,d;
inti;
for（i=0,sum2=0;i{
sum2=sum2+a[i]*a[i];
}
c=sum2-b*av*av;
d=sqrt（c/（b-1））;
returnd;
}
/******莱特检验法判断粗大误差******/
/*形参分别为数据总量、数据、残差、标准差*/
intWright（intcount,float*p,float*q,floatsd）
{
inti,j[100],k,a;
floatstandard=3*sd;
do
{
k=0;
for（i=0;i{
if（fabs（*（q+i））>standard）
{
j[k]=i;
k++;
}
}
if（k!
=0）
{
a=j[0];
if（k>1）
{
for（i=1;i{
if（*（p+j[i-1]）<*（p+j[i]））
a=j[i];
}
}
printf（"该组数据有异常数据%f\n",*（p+a））;
for（i=a;i<=count;i++）
*（p+i）=*（p+i+1）;
count--;
k--;
}
}while（k!
=0）;
return（count）;
}
/****肖维纳检验法判断粗大误差******/
/*形参分别为数据总量、数据、残差、标准差*/
/**********数据总量为5-37*********/
intChauvenet（intcount,float*p,float*q,floatsd）
{
inti,j[100],k,a;
floatch[38]={0,0,0,0,0,
,,,,
,,,,
,,,,
,,,,
,,,,
,,,,
,};
floatstandard=ch[count]*sd;
do
{
k=0;
for（i=0;i{
if（fabs（*（q+i））>standard）
{
j[k]=i;
k++;
}
}
if（k!
=0）
{
a=j[0];
if（k>1）
{
for（i=1;i{
if（*（p+j[i-1]）<*（p+j[i]））
a=j[i];
}
}
printf（"该组数据有异常数据%f\n",*（p+a））;
for（i=a;i*（p+i）=*（p+i+1）;
count--;
k--;
}
}while（k!
=0）;
return（count）;
}
/*******格拉布斯检验法判断粗大误差*******/
/*形参分别为数据总量、数据、残差、标准差*/
/*************数据总量为3-25*************/
intGrabus（intcount,float*p,float*q,floatsd）
{
inti,j[100],k,a;
floatg[26]={0,0,0,,,
,,,,
,,,,
,,,,
,,,,
};
floatstandard=g[count]*sd;
do
{
k=0;
for（i=0;i{
if（fabs（*（q+i））>standard）
{
j[k]=i;
k++;
}
}
if（k!
=0）
{
a=j[0];
if（k>1）
{
for（i=1;i{
if（*（p+j[i-1]）<*（p+j[i]））
a=j[i];
}
}
}
printf（"该组数据有异常数据
for（i=a;i<=count;i++）
*（p+i）=*（p+i+1）;
count--;
k--;
}while（k!
=0）;
return（count）;
%f\n",*（p+a））;
}
/******
马利科夫判据判断累进性系统误差
******/
/*
形参分别为数据总量、数据、残差、标准差、平均值
*/
intmalikefu（intb,floata[],floatv[],floatsd,floatav）
{
inti,q=0;
floatmax,sum1=0,sum2=0,sum3=0,sum4=0,n,m;
max=fabs（v[0]）;
for（i=0;i{
if（fabs（v[i]）>max）
max=fabs（v[i]）;
}
if（b%2==0）
{
for（i=0;i<（b/2-1）;i++）
{
sum1=sum1+v[i];
}
for（i=b/2;i{
sum2=sum2+v[i];
}
n=sum1-sum2;
if（fabs（n）>fabs（max）||fabs（n）==fabs（max））
{
printf（"存在累进性系统误差\n"）;
q=1;
}
if（fabs（n）printf（"不存在累进性系统误差\n"）;
}
if（b%2!
=0）
{
for（i=0;i<（b-1）/2;i++）
{
sum3=sum3+v[i];
}
for（i=（b+1）/2;i{
sum4=sum4+v[i];
}
m=sum3-sum4;
if（fabs（m）>fabs（max）||fabs（m）==fabs（max））
{
printf（"存在累进性系统误差\n"）;
q=1;
}
if（fabs（m）printf（"不存在累进性系统误差\n"）;
}
returnq;
}
/******阿卑-赫梅判据判断周期性系统误差******/
/*形参分别为数据总量、数据、标准差、平均值*/
intabhm（intb,floata[],floatv[],floatsd,floatav）
{
inti,q=0;
floatc[100],sum=0,n;
for（i=0;i{
sum=sum+v[i]*v[i+1];
}
n=sd*sd*sqrt（b-1）;
if（fabs（sum）>n）
{
printf（"存在周期性系统误差\n"）;
q=1;
}
else
{
printf（"不存在周期性系统误差\n"）;
}
returnq;
}
/******95%
置信概率下置信系数、置信区间
*****/
/*形参分别为数据总量、数据、标准差、平均值
*/
/**************数据总量为1-30**************/
voidzxqj（intb,floata[],floatsd,floatav）
{
floate[100]={0,0,,,,,,,
,,,,,
,,,,,
,,,,,
,,,,};
floatn,m,l;
intp,q;
n=sd/（sqrt（b））;
m=av-e[b]*n;
l=av+e[b]*n;
printf（"在95%%的置信概率下,\n置信系数为%f\t置信区间为%f至%f\n",e[b],m,l）;
}
/**********主函数**********/
voidmain（）
{
intn,m,i,x,e,f;//n为测量数据个数，m为粗大误差剔除方法
floata[100],vi[100];
floatav1,sd1,av2,sd2,*p=a,*q=vi;
printf（"请输入需处理的测量数据的个数（小于30）:
\n"）;
scanf（"%d/n",&n）;
printf（"请输入需处理的测量数据:
\n"）;
for（i=0;i{
scanf（"%f",&a[i]）;
}
printf（"请选择粗大误差的剔除方法\n"）;
if（n>37）
printf（"1为莱特检验法；2为肖维纳检验法（不可取）；3为格拉布斯检验法（不可
取）\n"）;
if（n>25&&n<=37）
printf（"1为莱特检验法；2为肖维纳检验法；3为格拉布斯检验法（不可取）\n"）;
if（n>10&&n<=25）
printf（"1为莱特检验法；2为肖维纳检验法；3为格拉布斯检验法\n"）;
if（5printf（"1为莱特检验法（不可取）；2为肖维纳检验法；3为格拉布斯检验法\n"）;
if（3printf（"1为莱特检验法（不可取）；2为肖维纳检验法（不可取）；3为格拉布斯检
验法\n"）;
scanf（"%d",&m）;
av1=ave（n,a）;
sd1=sd（n,a,av1）;
for（i=0;i{
vi[i]=a[i]-av1;
}
printf（"数据的均值为%f,方差为%f\n",av1,sd1）;
if（m==1）
x=Wright（n,p,q,sd1）;
if（m==2）
x=Chauvenet（n,p,q,sd1）;
if（m==3）
x=Grabus（n,p,q,sd1）;
printf（"除去粗大误差，剩余值为:
\n"）;
for（i=0;iprintf（"%f",a[i]）;
printf（"\n"）;
av2=ave（x,a）;
sd2=sd（x,a,av2）;
printf（"处理后数据的均值为%f,方差为%f\n",av2,sd2）;
for（i=0;i{
vi[i]=a[i]-av2;
}
e=malikefu（x,a,vi,sd2,av2）;
f=abhm（x,a,vi,sd2,av2）;
zxqj（x,a,sd2,av2）;
}
四．实验结果
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