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《物理實驗指導書：測量誤差與實驗數(shù)據(jù)處理方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、海量資料超值下載測量誤差與實驗數(shù)據(jù)處理方法一、測量、誤差與精度（一）測量物理實驗包含兩大步驟：一是調(diào)試儀器設備，觀察實驗現(xiàn)象，二是進行測量。所謂測量就是將被測物理量與選為標準的同類物理量（即取作單位的同類量）進行比較，定出它是標準量的多少倍。測量是以確定被測對象的量值為目的的全部操作。由于測量結(jié)果的大小與選擇的單位密切相關(guān)，所以做物理實驗時，其測量或計算的結(jié)果中必須有單位，這與數(shù)學是不同的，在物理上1m=1000mm，但在數(shù)學上1≠1000，因為數(shù)學的數(shù)字是純數(shù)，是沒有意義的量。通過量具和儀器直接測得（讀出）被測量數(shù)值的測量叫直接測量，例如用天平和砝碼測量
2、質(zhì)量，用游標尺測量長度等等。有些物理量沒有直接測量儀器。需要通過對待測量有函數(shù)關(guān)系的其他量的測量以得到該待測量之量值的過程稱為間接測量。例如直徑為D的球體的體積V=，可通過用米尺或游標卡尺測量球體的直徑D后而計算得到。（二）誤差的定義及表示方法所謂誤差就是測量與被測量的真值之間的差值，測量誤差的大小反映測量結(jié)果的準確度。1．真值和約定真值在一定條件下，任何一個物理量的大小都是客觀存在的，稱為真值。真值是一個理想概念，一般是不知道的。但在某些特定情況下，真值又是知道的，例如，三角形三個內(nèi)角之和為180°；一個整圓周角為360°；按定義規(guī)定的國際千克基準的值可
3、認為真值是1kg。在實際測量中，常用被測量的實際值來代替真值。而實際值的定義是滿足規(guī)定精度的用來代替真值使用的量值。該實際值常用高一等級精度的標準所測得。而在更普遍的實際測量中，常用被測量的最佳值或修正過的算術(shù)平均值來代替真值，稱為約定真值。2．測量值實驗時，依據(jù)一定的理論和方法，用一定的儀器，在一定的環(huán)境下，由具體的人測得的某一物理量的量值叫測量值，測量值就是所測物理量的近似值。3．測量誤差的定義及表示方法測量誤差可以簡稱為誤差，其定義為誤差=測量值－真值或ΔN=N測－N真由于N真一般是不知道的，所以誤差一般是不能計算的，只有在少數(shù)情況下，可以用準確度足
4、夠高的實際值來作為約定真值，這時才能估算誤差。誤差可用絕對誤差表示，也可用相對誤差表示。（1）絕對誤差ΔNΔN=N測－N真⑧海量資料超值下載（2）相對誤差E絕對誤差可能為正值或負值，相對誤差也可能為正值或負值。（三）誤差的來源和分類測量過程中，誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，可歸納為1．測量裝置誤差：任何測量儀器、儀表及裝置，附件等即使在規(guī)定的條件下使用都具有誤差，稱為基本誤差。2．環(huán)境誤差當偏離測量裝置所歸定的標準狀態(tài)測量時，所產(chǎn)生的誤差叫環(huán)境誤差，也稱為附加誤差。3．理論方法誤差由于測量方法不完善及所依據(jù)的理論不嚴密而產(chǎn)生的誤差，例如用單擺測重力加速度，但該
5、公式成立條件為擺角趨于零，擺線質(zhì)量為零，擺體體積為零，這實際上是無法滿足的。4．人員誤差由于實驗操作者的心理、生理因素各不相同所產(chǎn)生的誤差，根據(jù)誤差的來源和性質(zhì)，可將誤差分為以下三類：（1）系統(tǒng)誤差在同一實驗條件下（方法、儀器、環(huán)境和觀測人員都不變）在對同一被測量的多次測量過程中，誤差的絕對值和正、負號保持不變，或在條件改變時，以可預知的方式變化的測量誤差分量，稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因可能實驗者已知，也可能不知。如果已知，其系統(tǒng)誤差的大小和符號稱為可定系統(tǒng)誤差，應在測量中采取一定的措施給予減小，消除或者修正。對于未定系統(tǒng)誤差，只能估計它的取值范圍。
6、（2）隨機誤差當系統(tǒng)誤差已經(jīng)減弱到可以忽略的程度，在對同一被測量在重復性條件下進行多次測量的過程中，誤差絕對值與符號以不可預知的方式變化著的誤差分量，稱為隨機誤差，又叫偶然誤差，隨機誤差是由實驗中各種因素的微小變化引起的。隨機誤差的出現(xiàn)，就某一次測量值是沒有規(guī)律的，其大小方向不可預知，但對于一個量進行多次測量，隨機誤差是按統(tǒng)計規(guī)律分布的，服從正態(tài)分布（高斯分布）曲線。（3）粗大誤差（四）精度反映測量結(jié)果與真值接近程度的量，稱為精度。它與誤差的大小相對應，因此可用誤差的大小來表示精度的高低，誤差小則精度高，誤差大則精度低。根據(jù)測量結(jié)果，精度可分為精密度，準確
7、度（正確度）和精確度三個概念。其意義分別表示：⑧海量資料超值下載精密度，反映隨機誤差影響的程度，是對測量結(jié)果重復性的評價，精密度高，是指測量重復性好，各次測量值的分布密集，隨機誤差小。準確度，反映系統(tǒng)誤差大小的程度（也稱正確度），準確度高，是指測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值偏離真值較少，系統(tǒng)誤差小。精確度，反映偶然誤差和系統(tǒng)誤差綜合大小的程度，精確度簡稱精度，精確度高，指測量結(jié)果既精密又準確，即隨機誤差與系統(tǒng)誤差均小。精度在數(shù)量上有時可用相對誤差來表示，例如相對誤差為0.01%，可籠統(tǒng)地說其精度為10-4，若純屬隨機誤差引起，則說其精密度為10-4；若由系統(tǒng)誤差和隨
8、機誤差共同引導起，則說其精度為10-4。二、測量不確定度（一）誤差
