物理实验的基本测量方法系统误差的分析与处理设计性实验-课件.pptVIP

* * * 误差的分类 系统误差 随机误差 仪器误差 方法误差 环境误差 人员误差 装置误差 * 天平不等臂所造成的 系统误差 仪器误差 1. 系统误差 * 螺线管为无限长，管壁磁漏可 忽略。 如： 由于理论推导中的近似,产生的 系统误差 理论 * 人为 心理作用，读数（估计）偏大或偏小。 生理因素 听觉 嗅觉 色觉 视觉 对音域（20HZ--20KHZ） 的辨别。 对音色的辨别。 * 环境 市电的干扰 输入 光点检流计 接近时，静 电干扰，使 光斑移动等 。 * 方法 内接 A V VR VA A V IR IV 用V作为VR的近似值 时，求 外接 * 公式 （忽略了空气阻力等） 意大利科学 家伽利略在比 萨斜塔上做的 铁球落地实验 。两个不同重 量的铁球从高 处落下，同时 着地。说明理 论在一般情况 下都能较准确 地反映物体真 实的运动规律 * 下降时受空气 阻力f与下落速度v 乃至 成正比，则 v增大一定值 f=mg 物体将作匀速直线 运动，下落物体的 极限速度约为 * 系统误差的特征与规律 线形(累进)变化 非线形变化 周期性变化 复杂规律变化 变值系统误差 定值系统误差 * 消除系统误差产生的根源 消除系统误差 用修正值修正测量结果 应用测量技术消除系统误差 * (1)替代法 是在一定的测量条件下，对某一被测量进行测量，使在仪器上得到某一状态(如指针指示零位、天平平衡等)；再以同样性质的标准量代替被测量，调整标准量值的大小，使在仪器上呈现出与前者相同的状态，则此时的标准量值等于被测量量值。 * (2)交换法 这种方法就是将测量中的某些条件相互交换，使产生系统误差的原因对测量结果起相反的作用，从而抵消系统误差。例如，用天平称衡物体质量时用复称法，焦距测定实验中将物与屏的位置互换进行测量等。 * (3)抵消法 当已知有某种产生恒定系统误差的因素存在，而又无法从根源上消除，且难以确定其大小时，可以考虑能否去抵消它。 例如，霍尔法测磁场实验，为了附加电压的影响，将电流正反方向，进行两次测量取平均值。 A * 4．周期性系统误差消除法 消除周期性系统误差的基本方法是半周期法。周期性系统误差一般出现在有圆盘或转动的情况下(如度盘等)，多呈正弦形式，若每相隔半个周期进行一次测量，两次读数取平均值，即可以有效地消除周期性系统误差。 * A O B b 不偏心时，由于 ，所以 可用弧长反映角度的 大小。 由于偏心，使之用弧长反映角度 时产 生的系统误差。如： 这是由偏心 造成的。 * * * * * * * * * * * * * * * * * 物理实验的基本测量方法 系统误差的分析与处理 设计性实验 此资料来源于互联网 * 将待测的物理量直接或间接地与作为基准的同类物理量进行比较，得到比值的过程，叫做测量。 模拟法 比较法 积累和放大法 转换法 物理实验的基本测量方法 * 就是把待测的物理量直接或间接地与作为基准(或标准单位)的同类物理量进行比较，得到比值的过程。 直接比较测量法 水银的热膨胀去测量温度、用弹簧的形 变去测力等均为这类测量，此种测量称间 接比较测量法。 1比 较 法 间接比较测量法 比较系统 * 0 10 X 比较法：如：米尺.电表都是根据比较法设计而成的仪器。 50 100 200 mA 0 200 * 比较系统 有些比较要借助于或简或繁的仪器设备，经过或简或繁的操作才能完成，此类仪器设备称为比较系统。天平、电桥、电位差计等均是常用的比较系统。 为了进行比较，常用以下方法： (1)直读法 (2)均衡法、补偿法或示零法 (3)比率测量法 (4) 交换法和替代法 * 在物理实验中我们常常可能遇到这样一些问题，即受测量仪器精度的限制，或受人的反应时间的限制，单次测量的误差很大或无法测出待测量的有用信息，这就需要采用累积放大法来进行测量。 2.积累和放大法 1m 单摆的物理模型 * 机械放大法：通过某种方法将被测量 放大后，再进行测量。 如：螺旋测微计测长--- 20 0 把螺纹细分而进行放大。 * 电学放大法 电子学的放大电路将微弱的电信号放大后进行测量，这就是电学放大法。随着微电子技术和电子器件的发展，各种电信号的放大都很容易实现，因而这一方法在电子仪器上应用十分普遍。 光学放大法 光学放大法分为视角放大和微小变化量(微小长度、微小角度)放