教學用課件測量誤差及數(shù)據(jù)處理.ppt

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1、大學物理實驗誤差理論與數(shù)據(jù)處理第一章緒論1.2開課目的培養(yǎng)四個能力：動手能力、觀察分析能力、綜合處理能力、創(chuàng)新能力1.1物理實驗的地位和作用1.3、實驗三環(huán)節(jié)1.實驗前的準備——預習：認真閱讀實驗教材，明確該實驗的目的要求、實驗原理、要測量的物理量及測量方法，認真閱讀教材中有關使用儀器的介紹，弄清構造原理，操作方法和注意事項。設計好記錄實驗數(shù)據(jù)用的表格。預習報告（1）.實驗目的（2）.實驗原理（3）.實驗步驟及注意事項實驗原理中應畫出實驗原理圖、電路圖或者光路圖。2.實驗操作：檢查預習報告后，進入實驗操作。觀察實

2、驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù)。（1）.記錄儀器的型號、編號和規(guī)格（2）.記錄實驗數(shù)據(jù)，做好實驗現(xiàn)象的觀察記錄3.完成實驗報告：（1）.數(shù)據(jù)處理和結果分析（2）.實驗結果（3）.問題討論補充內容：（一）學習態(tài)度1物理是一門實驗性極強的學科實驗產生理論、實驗驗證理論、2人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)讀書—實驗—實習—論文—工作3既重要，必重視既來做必收獲4堅決反對弄虛作假補充內容：（二）成績考核辦法1.單個實驗成績由每次的預習、實驗和報告三部分組成，2.未預習（未寫好實驗名稱、原理、主要步驟、主要儀器及積錄表等）記0分3.原則上遲到15

3、分鐘不準做實驗記0分4.大學物理實驗課程最后分數(shù)由各實驗成績的平均分決定。第2章測量不確定度評定2.1測量的基本概念1測量測量是指為確定被測對象量值而進行的實驗操作。定量測量分類：——按方法分直接測量；間接測量——按條件分等精度——重復性測量（實驗條件相同）；非等精度測量：實驗條件完全或部分不同?！创螖?shù)分單次測量；多次測量3.1.有效數(shù)字有效數(shù)字表示測量結果的有意義的數(shù)字組成：可靠數(shù)+一位估讀(可疑)數(shù).可疑數(shù)有根據(jù)有意義，須保留可疑數(shù)是零也須記入誤差發(fā)生在估讀（可疑）位.有效位數(shù)：有效數(shù)字中數(shù)碼的個數(shù)即第一

4、個非零數(shù)及其右邊的數(shù)位個數(shù)（包括零）。有效數(shù)字及運算（第三章3.1/3.2）測量值的可疑數(shù)字位必須與儀器誤差位對齊例：米尺(1mm)25.4mm,儀器誤差位在4游標尺(0.01mm)25.40mm,儀器誤差位在0凡是儀器上讀出的數(shù)(中間0或末尾0)都是有效數(shù)字如：20.40(4位),102.500(6位)第一個非零數(shù)字左邊的0不是有效數(shù)字如：0.0335（3位非5位）比較25.4mm與25.40mm的異同數(shù)量相等：25.4—25.4mm有效數(shù)字不同：25.4—25.40有效位數(shù)不同：3位—4位來源不同：米尺—游標

5、卡尺由有效數(shù)字可判斷所用儀器的精度等級在十進制單位換算中測量數(shù)據(jù)的有效位數(shù)不變如：56.3mm=0.0563m=5.63×104um6.00mm=6.00×10-3m=0.600Cm(有效位數(shù)皆3位）科學計數(shù)法很重要，有時非用不可。直接測量結果的有效位數(shù)的多少取決于：▲被測物的大小，▲所用儀器的精度（誤差位）3.2有效數(shù)字的運算法則基本原則：有效數(shù)字只能保留一位可疑數(shù)字；與可疑數(shù)字運算的結果也是可疑數(shù)字。運算法則：和、差可疑數(shù)字位最高例積、商有效位數(shù)最少例　　　　與同冪、根有效位數(shù)常同底3.2有效數(shù)字的運算法則基

6、本原則：有效數(shù)字只能保留一位可疑數(shù)字；與可疑數(shù)字運算的結果也是可疑數(shù)字。運算法則：和、差可疑數(shù)字位最高例積、商有效位數(shù)最少例　　　　與同冪、根有效位數(shù)常同底▲推論1.若干觀測量的加、減選用精度相同的儀器最為合理▲推論2.若干觀測量的乘、除應按使觀測量有效位數(shù)相同的原則來選用儀器自然數(shù)可視為無窮多位有效數(shù)無理常數(shù)可比運算對象多取一位參與運算如L=2πR=2×3.142×2.35=14.7674=14.8（與2.35同）有效數(shù)字的修約（四舍六入五湊偶）▲比5大入小舍等左偶（0）▲運算前修約要多取一位，運算后取規(guī)定位數(shù)

7、例1：混合運算※7.0421/（3.025-3.021）+31.8=7.0421/0.004+31.8（先括號）=7.0/0.004+31.8（有效位數(shù)最少、多取一位）=1.75×103+31.8=2×103+31.8（有效位數(shù)最少）=2×103+0.0318×103（化為同數(shù)量級）=（2+0.0318）×103=（2+0.0）×103（可疑數(shù)字位最高、多取一位）=2×103例2：混合運算※(31/2+2.10)×3.17795=(1.73+2.10)×3.17795(無理數(shù)取三位)=3.83×3.17795（可

8、疑數(shù)字位與2.10同）=3.83×3.178（比3.83多取一位）=12.17174=12.2（有效位數(shù)最少同3.83）誤差絕對誤差相對誤差粗大誤差系統(tǒng)誤差隨機誤差表示形式性質特點誤差測得值真值＝－2.2測量誤差的基本概念絕對誤差：?N=N-AN：測量結果A：客觀真值相對誤差?N有正負之分，常稱絕對誤差A存在，不能測得，一般用N的平均值代替絕對誤差不是誤差的絕對值測量與誤