物理專題研討

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1、《電磁測量》專業(yè)班級：光信13-3_姓名：朱家興_學(xué)號：_10134425__任課教師：殷春浩2016年12月23日電磁測量及其誤差原因摘要：電磁測量是一門研究電學(xué)量、磁學(xué)量以及可轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的各種非電量的測量原理、方法和所用儀器、儀表的技術(shù)科學(xué)。在自然界眾多的現(xiàn)象和規(guī)律中，電磁規(guī)律與其他物理現(xiàn)象具有廣泛的聯(lián)系，例如電或磁的力學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)、光效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等。這不僅為電學(xué)量和磁學(xué)量本身的測量，而且為幾乎所有非電量的測量提供了多種多樣的方法和手段。由于電信號比其他種類信號更便于轉(zhuǎn)換、放大、傳送，而電子計算機(jī)也要求輸入電信號，因此，電磁測量在技術(shù)科學(xué)

2、領(lǐng)域中具有十分重要的地位。測量是將未知量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較以達(dá)到定量認(rèn)識的過程。在電磁測量中，由于人們的認(rèn)識與客觀事物間存在差異，誤差是不可避免的。關(guān)鍵詞：誤差分析電磁測量絕對誤差電磁測量是研究電學(xué)量、磁學(xué)量以及可轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的各種非電量的測量原理、方法和所用儀器、儀表的技術(shù)科學(xué)。在自然界眾多的現(xiàn)象和規(guī)律中，電磁規(guī)律與其他物理現(xiàn)象具有廣泛的聯(lián)系，例如電或磁的力學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)、光效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等。這不僅為電學(xué)量和磁學(xué)量本身的測量，而且為幾乎所有非電量的測量提供了多種多樣的方法和手段。由于電信號比其他種類信號更便于轉(zhuǎn)換、放大、傳送，而電子計算機(jī)也要求輸入

3、電信號，因此，電磁測量在技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域中具有十分重要的地位。電磁量的測量值與其真值之差。又稱絕對誤差。絕對誤差與被測量真值之比稱相對誤差。電磁測量儀表的測量誤差與儀表量程的上限值之比為儀表的引用誤差，用于表征此儀表的準(zhǔn)確度級別。在電磁測量中，由于人們的認(rèn)識與客觀事物間存在差異，誤差是不可避免的。測量誤差主要來源于以下因素：①儀器的制造、安裝、調(diào)整等不完全符合要求；②測量條件（如溫度、外界電磁場、交流電波形和頻率等）未能滿足設(shè)想的測量要求；③操作人員操作不當(dāng)（如讀數(shù)不準(zhǔn)，讀數(shù)方法不當(dāng)?shù)龋?；④測量方法不完善。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些誤差可以消除或減小，但

4、新發(fā)現(xiàn)的誤差又會成為研究對象。18世紀(jì)末德國科學(xué)家C.F.高斯引入誤差的正態(tài)分布，使誤差理論的研究成為一門科學(xué)。20世紀(jì)初，小樣本分布的研究，使誤差理論進(jìn)入實際應(yīng)用領(lǐng)域。電磁測量中的誤差研究可用于正確處理數(shù)據(jù)，恰當(dāng)?shù)卦u定測量結(jié)果，合理選擇電磁測量儀器，因而在電磁測量中占有重要地位。誤差分類和特性　誤差按性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和疏失誤差。系統(tǒng)誤差指固定不變的或服從某一確定規(guī)律的誤差。減少系統(tǒng)誤差的辦法有：①改善實驗設(shè)計，改進(jìn)實驗設(shè)備和條件，采用設(shè)計好的優(yōu)化操作步驟；②用數(shù)據(jù)處理方法引入修正值修正誤差。偶然誤差指單次測量時誤差可大可小、可正可負(fù)，

5、經(jīng)多次測量后誤差的平均值趨于零的誤差。偶然誤差一般服從正態(tài)分布,具有以下4個特性：①單峰性。絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率大。②對稱性。絕對值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。③有界性。在一定的測量條件下，誤差的絕對值實際上不超過一定界限。④抵償性。誤差的算術(shù)平均值隨測量次數(shù)增多趨于零。為了減少偶然誤差，可以增加測量次數(shù)，取多次測量的平均值作為測量結(jié)果；也可以用最小二乘法處理測量數(shù)據(jù)。疏失誤差指測量人員在操作中，由于疏忽和失誤而引起的誤差。減少此項誤差依靠提高測量人員的素質(zhì)和操作的規(guī)范化。在處理測量數(shù)據(jù)時，也可通過數(shù)學(xué)方法將有

6、此種誤差的數(shù)據(jù)予以剔除?！　×硗?，在電磁測量中還有基本誤差和附加誤差。前者指在規(guī)定條件下進(jìn)行測量時，因儀表本身結(jié)構(gòu)和制作不完善引起的誤差（如活動部分因軸承的摩擦以及刻度劃分不準(zhǔn)等引起的）；后者指在非正常工作條件下進(jìn)行測量時引起的誤差?？赏ㄟ^改進(jìn)儀表結(jié)構(gòu)和改善測量條件來消除這兩種誤差。從測量技術(shù)考慮，要想獲得可靠的測量結(jié)果，首先須設(shè)法將被測對象與同時存在的或糾纏在一起的其他因素分離開；其次，要采取種種措施突出被測對象，以使測量結(jié)果符合準(zhǔn)確度要求。為此，除選擇合適的測量方法外，還要選用合適的測量儀表和線路，必要時還須對線路進(jìn)行電磁屏蔽防護(hù)?！　“礈y量方

7、式可將電磁測量方法分為：①直接測量。實測的結(jié)果就是被測量。②間接測量。通過簡單函數(shù)關(guān)系，從幾個實測數(shù)據(jù)求得被測量。例如，用伏安法測電阻值時，需先測出電壓和電流值，再由歐姆定律求出電阻值。③組合測量。先測出具有一定函數(shù)關(guān)系的幾個量，再解聯(lián)立方程求出被測量?！　“传@得測量數(shù)值的方式，電磁測量方法可分為：①直讀法。利用電測儀表直接讀取被測量值。磁學(xué)量測量主要用此法。②比較測量法，簡稱較量法。使被測量和作為標(biāo)準(zhǔn)的已知量一起在比較儀器中進(jìn)行比較以求得被測量。較量法又分為零值法（測量時使儀器指零，如用電橋測量電阻）、替代法（用已知量代替被測量，不引起儀器狀態(tài)的

8、變化）、差值法（用被測量與已知量的差值作用于儀器）。磁學(xué)量的測量很少用較量法（因磁學(xué)標(biāo)準(zhǔn)器難于制作）。常用的測量方法還有：