测量误差及数据处理-理论课讲述
61页1、普通物理 v华南先进光电子研究院 v实验室:理五栋528 v办公室:理五栋512 v邮箱:sujwu vAttitude 100% 大学物理实验 基本要求 预习 实验 实验报告 1. 1. 实验预习实验预习 看懂教材、明确目的、写出预习报告。看懂教材、明确目的、写出预习报告。 预习报告要求: 写实验目的、主要公式、线路图或光路图 。 画好原始数据表格。 上课教师要检查预习情况。 即预习报告作正式报告的前半部分。 要用正式报告纸写 2.2.实验操作实验操作 对号入座,等老师讲完要求和注意事项后才动手; 珍惜独立操作的机会,完成基本内容,争取做选做 内容; 认真记录数据; 仪器还原(归整); 教师在预习报告和原始预习报告和原始数据上上签字; 学生在实验室的登记本上签名。 才离开实验室 要求如下: 不迟到 正确连接实验仪或实验装置。 按仪器操作规程调整仪器,合理选择量程。 细心操作观察实验现象-记录数据(正确表示有效数 字和单位)。 分析数据和结果。实验数据与标准数据有差别,不能 笼统说实验结果不好。误差在允许范围内,就正常。误 差太大,要分析原因,解决。 遇到问题及时举手,不能拼凑数据。
2、3. 3. 实验报告实验报告 实验报告要用 正式报告纸正式报告纸。 报告内容: 见绪论要求(其中实验原理 可根据预习要点来写)。数据处理时必必 须须先重新整理原始记录,然后进行计算 (应包含主要过程)、作图。 交报告的时间: 实验报告是实验工作的总结 实验报告必须要有实验结果的分析讨论:讨论是实验 的升华 分析讨论:分析实验结果和现象;讨论实验误差的大 小和原因;有何体会 实验报告不能互相抄袭,凑数据,要实事求是,未 达到期望值可以重做。 实验安全 v人身安全:用电安全、激光使用安全等 v仪器安全:操作规范、爱护实验仪器 大学物理实验理论 误差与数据处理 测量与误差 不确定度 有效数字 数据处理 测量与误差 1.1 测量 定义:把待测量与作为标准的量(仪器)进行比较, 确定出待测量是标准量的多少倍的过程就叫做测量。 例如,物体的质量可通过与规定用千克作为标准单 位的标准砝码进行比较而得出测量结果。 测量得到的实验数据应包含测量值的大小和单位, 二者是缺一不可的。 一个被测物理量,除了用数值和单位来表征它外, 还有一个很重要的表征它的参数,这便是对测量结果 可靠性的定量估计。对测量结果可
3、靠性的定量估计与 其数值和单位至少具有同等的重要意义,三者是缺一 不可的。 测量与误差 1.2 测量分类 按照得到测量结果的方式分 按照测量条件分 直接测量 间接测量 等精度测量 不等精度测量 直接测量:由仪器直接得到测量值 v举例: V R A E 测量电流 I 为 测量? 测量电阻R 为 测量? 测量电压V 为 测量? 注:直接还是间接测量取决于所用仪器, 例如电桥测电阻为直接测量。 直接 直接 间接 间接测量:由仪器间接得到测量值 测量与误差 等精度测量 不等精度测量 对同一物理量在相同条件(指测量仪器、方 法、环境、观测者等)下进行的多次测量; 在不同测量条件下进行的多次测量。 例如:用多档位电流表测电流时,为防止烧坏电表 ,总是先用大档位粗测电流后,在用小档位细测,这 种测量便是不等精度测量。 测量与误差 1.3 仪器性能基本概念 v仪器精密度:是指仪器的最小分度相当的物理量。仪器最小 的分度越小,所测量物理量的位数就越多,仪器精密度就越高 。对测量读数最小一位的取值,一般在仪器最小分度范围内再 进行估计读出一位数字。如螺旋测微器的精密度为0.01毫米,应 估读出到毫米的千分
4、位。 v仪器准确度:是指仪器测量读数的可靠程度。一般标在仪器 上或写在仪器说明书上。如电学仪表所标示的级别就是该仪器 的准确度。 对于没有标明准确度的仪器,可粗略地取仪器最小的分度 数值或最小分度数值的一半,一般对连续读数的仪器取最小分 度数值的一半,对非连续读数的仪器取最小的分度数值。 对不同的仪器准确度是不一样的,对测量长度的常 用仪器米尺、游标卡尺和螺旋测微器它们的仪器准确 度依次提高。 v两者的关系 精密度是保证准确度的先决条件; 精密度高不一定准确度高; 两者的差别主要是由于系统误差的存在 v量程:是指仪器所能测量的物理量最大值和最小值之 差,即仪器的测量范围(有时也将所能测量的最大值 称量程)。测量过程中,超过仪器量程使用仪器是不 允许的,轻则仪器准确度降低,使用寿命缩短,重则 损坏仪器。 1.4 误 差 误差定义:指测量值x与真值a之间的差异 误差测量值 x真值a 误差表示方式有两种: (1)绝对误差: =x-a;有单位,可正可负,不能反 映准确度。注意,绝对误差不是误差的绝对值! (2)相对误差: , 无单位,可正可负,能 反映准确度。 例如:两电阻 ,绝对误差均为 ,
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