20xx大學(xué)物理實驗報告數(shù)據(jù)處理及誤差分析-wenkub.com
2025-01-17 05:57 本頁面
【正文】 表征測定過程中隨機(jī)誤差的大小。 實驗測量儀器存在誤差； 讀取數(shù)據(jù)的時候存在誤差； 計算的精確度
(2) 舉例說明“精密度”、“正確度”“精確度”的概念。當(dāng)n??時，上述曲線變成光滑曲線。
3．隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律
，我們用一組測量數(shù)據(jù)來形象地說明這一點(diǎn)。增加測量次數(shù)，可以減少平均值的實驗標(biāo)準(zhǔn)差，提高測量的準(zhǔn)確度。實驗標(biāo)準(zhǔn)差的表達(dá)式為
1n
S(x)?(xi?x)2 （5） ?n?1i?1
本書中我們都是用此式來計算直接測量量的實驗標(biāo)準(zhǔn)差，其含義將在下面討論。對物理量X進(jìn)行n次測量，其標(biāo)準(zhǔn)誤差（標(biāo)準(zhǔn)差）定義為 ?(x)?limn??1n(xi?x0)2 （4） ?ni?1
在實際測量中，測量次數(shù)n總是有限的，而且真值也不可知。為了簡化起見，在下面討論隨機(jī)誤差的有關(guān)問題中，并假設(shè)系統(tǒng)誤差已經(jīng)減小到可以忽略的程度。
以上僅就系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)及消除方法做了一般性介紹。
此外，用“等距對稱觀測法”可消除按線性規(guī)律變化的變值系統(tǒng)誤差；用“半周期偶數(shù)測量法”可以消除按周期性變化的變值系統(tǒng)誤差等等，這里不再詳細(xì)介紹。例如，用惠斯通電橋測電阻時，先接入被測電阻，使電橋平衡，然后再用標(biāo)準(zhǔn)電阻替代被測量，使電橋仍然達(dá)到平衡，則被測電阻值等于標(biāo)準(zhǔn)電阻值。
交換法 根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因，在一次測量之后，把某些測量條件交換一下再次測量。
2．系統(tǒng)誤差的減小與消除
知道了系統(tǒng)誤差的來源，也就為減小和消除系統(tǒng)誤差提供了依據(jù)。對比、研究測量值變化的情況，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的存在。通常所說的“精度”含義不明確，應(yīng)盡量避免使用。
準(zhǔn)確度反映系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合大小的程度。但是，精密度不能確定系統(tǒng)誤差的大小。這三者的含義不同，使用時應(yīng)注意加以區(qū)別。過失誤差又稱粗大誤差。隨機(jī)誤差的特征是它的不確定性，它是由測量過程中一些隨機(jī)的或不確定的因素引起的。
2．隨機(jī)誤差
在相同條件下，多次測量同一物理量時，即使已經(jīng)精心排除了系統(tǒng)誤差的影響，也會發(fā)現(xiàn)每次測量結(jié)果都不一樣。
對于實驗者來說，系統(tǒng)誤差的規(guī)律及其產(chǎn)生原因，可能知道，也可能不知道。
理論或條件因素 由于測量所依據(jù)的理論本身的近似性或?qū)嶒灄l件不能達(dá)到理論公式所規(guī)定的要求而引起誤差。我們把測量值與算術(shù)平均值之差稱為偏差（或殘差）：
vi??i? （3）
三、誤差的分類
正常測量的誤差，按其產(chǎn)生的原因和性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類，它們對測量結(jié)果的影響不同，對這兩類誤差處理的方法也不同。設(shè)被測量的真值為χ0，測量值為χ，則絕對誤差ε為
ε = χ – χ0（1）
由于誤差不可避免，故真值往往是得不到的。
等精度測量的誤差分析和數(shù)據(jù)處理比較容易，下面所介紹的誤差和數(shù)據(jù)處理知識都是針對等精度測量的。
在相同的測量條件下進(jìn)行的一系列測量是等精度測量。例如，用米尺測物體的長度，用秒表測時間間隔，用天平測物體的質(zhì)量等都是直接測量，相應(yīng)的被測物理量稱為直接測量量。
1測量與誤差
一、 測量及其分類
所謂測量，就是借助一定的實驗器具，通過一定的實驗方法，直接或間接地把待測量與選作計量單位的同類物理量進(jìn)行比較的全部操作。
由于測量原理的局限性或近似性、測量方法的不完善、測量儀器的精度限制、測量環(huán)境的不理想以及測量者的實驗技能等諸多因素的影響，所有測量都只能做到相對準(zhǔn)確。如果實驗是為了觀察某一物理現(xiàn)象或者觀察某一物理規(guī)律，可只扼要地寫出實驗結(jié)論。書寫在報告上的計算過程應(yīng)是：公式→代入數(shù)據(jù)→結(jié)果，中間計算可以不寫，絕對不能寫成：公式→結(jié)果，或只寫結(jié)果。應(yīng)養(yǎng)成實驗完后盡早寫出實驗報告的習(xí)慣，因為這樣做可以收到事半功倍的效果。實驗完畢后，應(yīng)切斷電源，整理好儀器，并將桌面收拾整潔方能離開實驗室。實驗原始數(shù)據(jù)的優(yōu)劣，決定著實驗的成敗，讀數(shù)時務(wù)必要認(rèn)真仔細(xì)。
準(zhǔn)備就緒后開始測量。 實驗內(nèi)容 簡明扼要地寫出實驗內(nèi)容、操作步驟。預(yù)習(xí)報告包括下列欄目：
實驗名稱 寫出本次實驗的名稱。隨機(jī)的誤差就是在使用秤的方法。 3. 精確度
計量精確度
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