最新测量误差及数据处理理论课ppt课件.ppt

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1、测量误差及数据处理理论课1.实验预习看懂教材、明确目的、写出预习报告。预习报告要求：①写实验目的、主要公式、线路图或光路图。②画好原始数据表格。上课教师要检查预习情况。即预习报告作正式报告的前半部分。要用正式报告纸写2.实验操作①对号入座，等老师讲完要求和注意事项后才动手；②珍惜独立操作的机会，完成基本内容，争取做选做内容；③认真记录数据；④仪器还原(归整）；⑤教师在预习报告和原始数据上签字；⑥学生在实验室的登记本上签名。才离开实验室实验安全人身安全：用电安全、激光使用安全等仪器安全：操作规范、爱护实验仪器大学物理实验理论—误差与数据

2、处理测量与误差不确定度有效数字数据处理测量与误差§1.1测量定义：把待测量与作为标准的量（仪器）进行比较，确定出待测量是标准量的多少倍的过程就叫做测量。例如，物体的质量可通过与规定用千克作为标准单位的标准砝码进行比较而得出测量结果。测量得到的实验数据应包含测量值的大小和单位，二者是缺一不可的。一个被测物理量，除了用数值和单位来表征它外，还有一个很重要的表征它的参数，这便是对测量结果可靠性的定量估计。对测量结果可靠性的定量估计与其数值和单位至少具有同等的重要意义，三者是缺一不可的。测量与误差§1.2测量分类按照得到测量结果的方式分按照测

3、量条件分直接测量间接测量等精度测量不等精度测量直接测量：由仪器直接得到测量值举例：VRAE测量电流I为测量？测量电阻R为测量？测量电压V为测量？注：直接还是间接测量取决于所用仪器，例如电桥测电阻为直接测量。直接直接间接间接测量：由仪器间接得到测量值测量与误差等精度测量不等精度测量对同一物理量在相同条件（指测量仪器、方法、环境、观测者等）下进行的多次测量；在不同测量条件下进行的多次测量。例如：用多档位电流表测电流时，为防止烧坏电表，总是先用大档位粗测电流后，在用小档位细测，这种测量便是不等精度测量。测量与误差§1.3仪器性能基本概念仪器

4、精密度：是指仪器的最小分度相当的物理量。仪器最小的分度越小，所测量物理量的位数就越多，仪器精密度就越高。对测量读数最小一位的取值，一般在仪器最小分度范围内再进行估计读出一位数字。如螺旋测微器的精密度为0.01毫米，应估读出到毫米的千分位。仪器准确度：是指仪器测量读数的可靠程度。一般标在仪器上或写在仪器说明书上。如电学仪表所标示的级别就是该仪器的准确度。对于没有标明准确度的仪器，可粗略地取仪器最小的分度数值或最小分度数值的一半，一般对连续读数的仪器取最小分度数值的一半，对非连续读数的仪器取最小的分度数值。对不同的仪器准确度是不一样的，对

5、测量长度的常用仪器米尺、游标卡尺和螺旋测微器它们的仪器准确度依次提高。两者的关系精密度是保证准确度的先决条件；精密度高不一定准确度高；两者的差别主要是由于系统误差的存在量程：是指仪器所能测量的物理量最大值和最小值之差，即仪器的测量范围（有时也将所能测量的最大值称量程）。测量过程中，超过仪器量程使用仪器是不允许的，轻则仪器准确度降低，使用寿命缩短，重则损坏仪器。§1.4误差误差定义：指测量值x与真值a之间的差异误差ε＝测量值x－真值a误差表示方式有两种：（1）绝对误差：ε=x-a；有单位，可正可负，不能反映准确度。注意，绝对误差不是误差

6、的绝对值！（2）相对误差：,无单位，可正可负，能反映准确度。例如：两电阻，绝对误差均为，无法判断哪一个测量更准确。但从相对误差便可判断准确度。由于真值的不可知，误差实际上很难计算§1.5误差分类根据误差的性质和产生的原因，可分为系统误差：在相同条件下多次测量同一物理量时，误差的大小、符号恒定；或在测量条件改变时，误差的大小和符号按一定规律变化。随机误差：在相同条件下多次测量同一物理量时，由于不可预知的随机因素，出现时大时小、时正时负的误差。系统误差的来源：由于测量仪器、测量方法、环境带入①仪器误差：仪器本身的缺陷（如天平不等臂）或安装

7、调试不当（零位不在零点）；电表、螺旋测微计的零位误差，制造时的螺纹公差等②理论近似性引起的误差：伏安法测电阻电流表内接、外接由于忽略表内阻引起的误差。③人为误差:由于观察者的习惯、反应快慢等引起的④环境引起的，如温度产生的零漂系统误差的发现1、实验对比法（1）采用不同的测量方法测同一物理量，看结果是否一致；（如伏安法和电桥法）（2）更换不同的仪器、仪表测同一物理量；（3）改变测量步骤；如升温和降温（4）改变实验条件或测量者。2、理论分析法分析理论公式的条件和仪器的使用条件是否与本实验相符。一旦条件不符，必然会出现偏差，甚至是错误（真理

8、的条件性）3、数据分析法系统误差不满足概率分布，因此误差总是偏向一侧。系统误差的处理对于已知的系统误差，给结果加一个负误差或给出一个修正公式即可；对于难以找出的系统误差，要采用下面的办法尽量抵消：L1L2xT(1)替代法