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大学物理实验数据处理基础知识课件
大学物理实验课程绪论;课程的基本程序和要求;一、课前预习
看懂教材,明确目的,写出实验预习报告。
预习报告要求:
写出实验目的;实验原理(包括主要公式,原理图);实验基本步骤。
强调:实验课之前一定要完成实验预习报告,否则不允许进入教室。;三、完成实验报告
对实验原始数据进行处理,得到相关的实验结论,并回答实验思考题。
注意:实验报告应在下次实验时交到所带实验的任课老师处。;数据处理基础知识 ;一、测量 ;2、测量的分类;二、误差;2、误差;系统误差;随机误差; 下面的三个靶图,形象地表明随机误差和系统误差的大小;三、误差的估算 ;2、(实验)标准偏差
;四、测量结果的评定; 不确定度的数值一般包含几个分量,按不确定度的数值评定方式,可分为
A类不确定度——用统计方法确定的分量
B类不确定度——用其他方法确定的分量
要计算不确定度,首先要求出所有的 A类和B类分量,然后再合成不确定度。 ;1、直接测量量的A类标准不确定度的计算 ;2、直接测量量的B类标准不确定度的计算 ;(1)如果检定证书、说明书等资料明确给出了不确 定度 及包含因子 时,则 ,B 类标准不确定度为;(2) 在缺乏任何信息的情况下,一般使用均匀分布,
, 而a 则取仪器的最大允许误差(误差限)
, 所以B 类标准不确定度为
;直接测量量的B类标准不确定度的估算流程图;(1) 当进行的测量只有一次时,取 ;【例题】用螺旋测微计测某一钢丝的直径,6次测量值 分别为:0.245, 0.255, 0.249, 0.247, 0.253, 0.251; 单位mm,已知螺旋测微计的仪器误差为Δ仪=0.004mm,请给出测量的合成标准不确定度。 ;4、间接测量量的不确定度计算;【例题】某实验的测量式为 , 为直接测量量,其中 , ,
则间接测量量的合成标准不确定度为 ;(2)对于形如 的函数形式(积商关系),则先求其相对合成标准不确定度: ;;5、扩展不确定度的计算 ;五、测量结果的表达 ;3、平均值的最后一位与不确定度的最后一位必须对齐,多余数字按4舍5入规则进行取舍。;数据处理的步骤;数据处理的步骤;【例题】用单摆测重力加速度的公式
现用最小读数为1/100s的电子秒表测量周期 T 五次,其周期的测量值为2.001,2.004,1.997,1.998,2.000(单位:s);用Ⅱ级钢卷尺测摆长L一次,L = 100.00 cm 。试求重力加速度g及合成不确定度 ,并写出结果表达式。;1.计算直接测量量的最佳估计值;3.计算直接测量量的不确定度
(1)计算摆长L的测量不确定度;(2)计算周期T的测量不确定度
T的A类不确定度;扩展不确定度为;六、有效数字及其运算规则 ;(3) 对有效数字的几点说明;2、直接测量量的有效数字 ;(2)数显仪表及有十进步式标度盘的仪表(电阻箱、电桥、电位差计、数字电压表等)一般应直接读取仪表的示值。
;(3)米尺、指针式仪表这类的刻度式仪器,应估读到最小分度值的1/10(不能估读到0.1分度下)。 ;3、中间运算结果的有效位数;七、数据处理的几种基本方法 ;2、作图法 ; 逐差法就是将2q(q≥2)个测量数据按如下的方式分为前后两组:
x1,x2,…xq;
xq+1,xq+2…x2q
然后相隔q项求差值:yj = xj+q - xj
最后求平均值;Y(g) ;;The end;仪器最大允许误差(误差限)的确定方法(P.13)
1.仪器的示值误差限??常可以在仪器说明书或技术标准
中查到,为方便初学物理实验的同学,讲义中第13页列
出了几种常用仪器的示值误差限,需要时可查阅。
2.电测量指示仪表的最大允许误差与仪表的准确度级别有
关。电测量仪表的准确度级别分为七级:0.1,0.2,
0.5,1.0,1.5,2.5,5.0。由仪表的准确度级别与所
用量程可以推算出仪表的示值误差限:
△=量程×准确度等级/100
电学仪表的准确度等级通常都刻写在度盘上,使用时应
记下其准确度等级,以便计算。
3.数字显示仪表在
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