資源描述：
《測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理方法ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、測(cè)量誤差 及 數(shù)據(jù)處理方法南京理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心§1.1測(cè)量與誤差概念測(cè)量是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。測(cè)量就是用一定的測(cè)量工具或儀器，通過一定的方法，直接或間接地得到所需要的量值。1測(cè)量依照測(cè)量方法的不同可將測(cè)量分為兩大類：（1）直接測(cè)量（2）間接測(cè)量問題：我們接觸過哪些測(cè)量？哪些是直接測(cè)量？哪些是間接測(cè)量？§1.1測(cè)量與誤差概念2誤差1、誤差的定義：測(cè)量誤差=測(cè)量值-真值即ΔN=N測(cè)－N真這個(gè)誤差的定義反映了測(cè)量值偏離真實(shí)值的大小和方向?！?.1測(cè)量與誤差概念2、誤差來源§1.1測(cè)量與誤差概念（1）儀器誤差（2）環(huán)境誤差（4）人員誤差（3）測(cè)量方法誤差3誤差分類及其消
2、除方法（1）系統(tǒng)誤差a.定義：系統(tǒng)誤差是指在同一被測(cè)量的多次測(cè)量過程中，保持恒定或以可預(yù)知方式變化的測(cè)量誤差的分量。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是其確定性。b.產(chǎn)生原因：測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法、環(huán)境因素§1.1測(cè)量與誤差概念c.減小系統(tǒng)誤差的方法：.對(duì)測(cè)量結(jié)果引入修正值；.選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，使系統(tǒng)誤差能夠抵消而不會(huì)帶入測(cè)量值中。①已定系統(tǒng)誤差：必須修正例如電表、螺旋測(cè)微計(jì)的零位誤差；②未定系統(tǒng)誤差：要估計(jì)出分布范圍如：螺旋測(cè)微計(jì)制造時(shí)的螺紋公差等。§1.1測(cè)量與誤差概念注意：多次測(cè)量求平均并不能消除系統(tǒng)誤差。因?yàn)樵跍y(cè)量條件不變時(shí)，其有確定的大小和符號(hào)。§1.1測(cè)量與誤差概念（2
3、）隨機(jī)誤差a.隨機(jī)誤差是指在同一量的多次測(cè)量過程中，其大小與符號(hào)以不可預(yù)知方式變化的測(cè)量誤差的分量。隨機(jī)誤差的特征是隨機(jī)性。b.產(chǎn)生原因：實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素?zé)o規(guī)則的起伏變化，引起測(cè)量值圍繞真值發(fā)生漲落的變化。例如：實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度的隨機(jī)波動(dòng)、螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)力在一定范圍內(nèi)隨機(jī)變化、讀數(shù)時(shí)的視差影響。c.消除方法：使用統(tǒng)計(jì)方法隨機(jī)誤差的特點(diǎn)：大量的隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。①單峰性：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率大。②對(duì)稱性：多次測(cè)量時(shí)分布對(duì)稱，即絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同。因此取多次測(cè)量的平均值有利于消減隨機(jī)誤差。③有界性：在一定的測(cè)量條件下，誤差
4、的絕對(duì)值不超過一定的界限。σ小σ大δP0§1.1測(cè)量與誤差概念§1.1測(cè)量與誤差概念（3）粗大誤差a.定義：明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。b.產(chǎn)生原因：錯(cuò)誤讀數(shù)、儀器有缺陷、環(huán)境干擾等。c.應(yīng)避免出現(xiàn)粗大誤差。如出現(xiàn)粗大誤差，應(yīng)分析粗大誤差產(chǎn)生的原因。處理數(shù)據(jù)時(shí)，剔除異常數(shù)據(jù)。精密度、正確度與準(zhǔn)確度（又稱精確度） 這三個(gè)名詞分別用來反映隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差和綜合誤差的大小?！?.1測(cè)量與誤差概念4測(cè)量結(jié)果表示（1）絕對(duì)誤差：測(cè)量結(jié)果：（2）相對(duì)誤差：§1.1測(cè)量與誤差概念§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估 算及評(píng)定方法§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法對(duì)測(cè)量結(jié)果評(píng)定的三種方
5、法：（1）算術(shù)平均偏差（2）標(biāo)準(zhǔn)偏差（均方根偏差）（3）不確定度根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，我們將多次測(cè)量的算術(shù)平均值作為真值的最佳近似。在對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)定時(shí)，我們約定系統(tǒng)誤差和粗大誤差已經(jīng)消除、修正或可以忽略，只考慮隨機(jī)誤差，其服從正態(tài)分布?！?.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法1算術(shù)平均偏差對(duì)某一物理量N進(jìn)行K次測(cè)量，得N1，N2，…，Ni，……，Nk，則算術(shù)平均值為算術(shù)平均偏差為§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法2標(biāo)準(zhǔn)偏差（均方根差）標(biāo)準(zhǔn)偏差是一個(gè)描述測(cè)量結(jié)果離散程度的參量。用它來評(píng)定隨機(jī)誤差有以下優(yōu)點(diǎn)：1）穩(wěn)定性，σ值隨K變化較小。2）它以平方計(jì)值，與個(gè)別誤差的符號(hào)無關(guān)
6、，能反映數(shù)據(jù)的離散程度。3）與最小二乘法吻合?！?.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法范圍置信概率（真值落在確定范圍內(nèi)的概率）—68.3%—95.4%—99.7%通常將稱為隨機(jī)誤差的極限誤差?！?.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法（1）測(cè)量列的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差（2）平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差反映了算術(shù)平均值在真值附近漲落的大小?！?.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法3不確定度3.1定義：它是對(duì)測(cè)量結(jié)果可信賴程度的評(píng)定。它表示了被測(cè)量的真值以一定概率落在某個(gè)量值范圍內(nèi)（，）。§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法不確定度小，表示誤差的可能值小，測(cè)量的可信賴程度就高；不確定度大，
7、表示誤差的可能值大，測(cè)量的可信賴程度降低。3.2不確定度的分類和估算不確定度分為兩類。A類分量：用統(tǒng)計(jì)方法求出，即σ(N)或σ(N)。B類分量：用其他方法得出。物理實(shí)驗(yàn)中通常使用儀器的極限誤差除以相應(yīng)的置信系數(shù)K。注意：在我們的實(shí)驗(yàn)中一般取K≈1，即§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法不確定度的合成（方和根合成法）§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法請(qǐng)記住這一公式3.3用不確定度表示測(cè)量結(jié)果相對(duì)不確定度測(cè)量結(jié)果約定：在我們的實(shí)驗(yàn)中u取一位有效數(shù)字。注意：的末位和u對(duì)齊。例：§1.2測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定方法§1.3直接測(cè)量結(jié)果誤差估算及評(píng)定如果對(duì)某一物理量只測(cè)量一次
8、，則常以測(cè)量?jī)x器誤差來評(píng)
