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1、大學(xué)物理實驗測量誤差與實驗數(shù)據(jù)處理2008.1錦州師范高等?？茖W(xué)校物理系測量與誤差就是借助一定的儀器或量具，通過一定的實驗方法將待測量與一個選作單位的同類量進(jìn)行比，其倍數(shù)即為該待測量的測量值。測量組成測量值=讀數(shù)值(有效數(shù)字)+單位測量值單位單位：采用國際單位制（SI制-1971）七個基本單位單位：長度（米/m）、質(zhì)量（千克/kg）、時間（秒/s）電流強(qiáng)度（安培/A）、溫度（開爾文/K）、物質(zhì)的量（摩爾/mol）、發(fā)光強(qiáng)度（坎德拉/cd）兩個輔助單位：平面角（弧度/rad）、立體角（球面度/sr）一、測量：2008.1錦州師范高等專科學(xué)校物理系測量的分
2、類直接測量：直接將待測物理量與選定的同類物理量的標(biāo)準(zhǔn)單位相比較得到測量值。比如用游標(biāo)卡尺測量某一圓柱體的外徑；用秒表測量時間等。間接測量：利用直接測量的量與被測量之間的已知函數(shù)關(guān)系，求得該被測物理量。例如，通過測量流過某一電阻的電流和其兩端的電壓而求得的電阻值即為間接測量量，而電流和電壓為直接測量量。直接測量和間接測量的關(guān)系對某一物理量進(jìn)行測量時，采用一種方法時，可能為直接測量量，而采用另一種方法是由可謂間接測量量。當(dāng)時用萬用表測量電阻時得到的測量值就為直接測量值，而非間接測量值了。1.直接測量和間接測量2008.1錦州師范高等專科學(xué)校等精度測量：2.
3、等精度測量和非等精度測量在相同的條件下，對某一物理量進(jìn)行多次測量得到的一組測量值稱作等精度測量。相同的條件：指同一時間地點、同一人、相同的測量儀器和測量環(huán)境等條件。非等精度測量：在不同測量的條件下，對某一物理量進(jìn)行多次測量，所得的測量值的精確程度不能認(rèn)為是相同的，稱作非等精度測量。2008.1錦州師范高等專科學(xué)校物理系三、誤差及其分類誤差定義：測量值與真實值之差稱為誤差，即誤差＝測量值－真值測量誤差又稱絕對誤差。真實值無法知曉？1.根據(jù)誤差的表示方式，誤差分為：（1）絕對誤差：（2）相對誤差：把絕對誤差與真實值之比叫相對誤差，即2008.1錦州師范高等
4、?？茖W(xué)校物理系三、誤差及其分類根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及誤差的性質(zhì)分為：1.系統(tǒng)誤差：2.隨機(jī)誤差（偶然誤差）3.過失誤差（粗差）2008.1錦州師范高等?？茖W(xué)校物理系1.系統(tǒng)誤差(1)定義：在同一條件下，多次測量同一量值時，誤差絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差。(2)性質(zhì)：帶有系統(tǒng)性和方向性(3)產(chǎn)生的原因：測量儀器方面的因素。測量方法方面的因素：環(huán)境方面的因素。測量人員方面的因素。2008.1錦州師范高等?？茖W(xué)校物理系(4)系統(tǒng)誤差服從的規(guī)律①不變的系統(tǒng)誤差:誤差的符號和大小都固定不變②線性變化的系統(tǒng)誤差:誤差值隨某些因素作線性
5、變化的系統(tǒng)誤差③周期性變化的系統(tǒng)誤差:測量值隨某些因素按周期性變化的誤差，稱為周期性變化④復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差:誤差是按確定的且復(fù)雜規(guī)律變化如電阻與溫度的關(guān)系可用下式表述式中，為溫度為時的電阻；為溫度為時的電阻；和分別為電阻的一次和二次溫度系數(shù)。2008.1錦州師范高等?？茖W(xué)校物理系(5)系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)在測量過程中形成系統(tǒng)誤差的因素是復(fù)雜的，目前還沒有能夠適用于發(fā)現(xiàn)各種系統(tǒng)誤差的普遍方法，只有根據(jù)具體測量過程和測量儀器進(jìn)行全面的仔細(xì)分析，針對不同情況合理選擇一種或幾種方法加以校驗，才能最終確定有無系統(tǒng)誤差。常用方法有：①實驗對比法：主要適用于發(fā)現(xiàn)固定
6、系統(tǒng)誤差，其基本思想是改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件，進(jìn)行不同條件的測量。②理論分析法：主要進(jìn)行定性分析來判斷是否有系統(tǒng)誤差。如分析儀器所要求的工作條件是否滿足，實驗依據(jù)的理論公式所要求的條件在測量過程中是否滿足，如果這些要求沒有滿足，則實驗必有系統(tǒng)誤差。③數(shù)據(jù)分析法：主要進(jìn)行定量分析來判斷是否有系統(tǒng)誤差。一般可采用殘余誤差觀察法、殘余誤差校驗法、不同公式計算標(biāo)準(zhǔn)差比較法、計算數(shù)據(jù)比較法、檢驗法、秩和檢驗法等方法。2008.1錦州師范高等?？茖W(xué)校物理系(6)系統(tǒng)誤差的減小和消除由于測量方法、測量對象、測量環(huán)境及測量人員不盡相同，因而沒有一個普遍適用的方法來減小
7、或消除系統(tǒng)誤差。下面介紹幾種減小和消除系統(tǒng)誤差的方法和途徑。這是消除系統(tǒng)誤差最根本的方法，通過對實驗過程中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的各種因素。①從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源上消除措施：采用近似性較好又比較切合實際的理論公式，盡可能滿足理論公式所要求的實驗條件；選用能滿足測量誤差所要求的實驗儀器裝置，嚴(yán)格保證儀器設(shè)備所要求的測量條件；采用多人合作，重復(fù)實驗的方法。②引入修正項消除系統(tǒng)誤差③采用能消除系統(tǒng)誤差的方法進(jìn)行測量對于某種固定的或有規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差，可以采用交換法、抵消法、補(bǔ)償法、對稱測量法、半周期偶數(shù)次測量法等特殊方法進(jìn)行清除。20
8、08.1錦州師范高等?？茖W(xué)校物理系2.隨機(jī)誤差(1)定義：由于感官靈敏度和儀器精密程度的限制，
