文档介绍：实验测量不确定度 与数据处理
陈婷
基础物理实验室,厦门大学
Outline
一、测量与误差
1. 物理测量
2. 测量的系统误差与随机误差
3. 系统误差的估算
4. 随机误差的估算
二、不确定度
1. A类评定
2. B类评定
3. 总不确定度
4. 相对不确定度
5. 间接测量量的不确定度估算
6. 不确定度均分原则--根据测量精度要求选择仪器
三、有效数字
1. 测量结果的有效数字
2. 有效数字的运算法则
四、实验数据处理
1. 列表法
2. 逐差法
3. 作图法
物理测量
运用各种物理仪器和物理方法把待测未知量与已知标准单位同类量作比较,即待测量是该计量单位的多少倍。
大多数的测量结果不但有数值而且有单位。
直接测量与间接测量。
测量过程
仪器
方法
人:观测者
环境
等精度测量
测量误差
误差:观测值与真实值之间的差异。
实验仪器:灵敏度和分辨能力有局限性、本身缺陷、未按规定条件使用仪器(如零点校准)
实验理论、方法:理论公式本身的近似性(单摆测g)、实验条件不能达到理论公式所规定的要求(热)、实验方法本身不完善(伏安-内阻)
观测者:个人感官和运动器官的反应或****惯、精神状态
周围环境:不稳定
其他不确定因素:零件的摩擦、间隙,热起伏,观察者的生理变化
系统误差
随机误差
测量结果与误差
a. 系统误差为主
b. 随机误差为主
c. 系统误差与随机误差都较小
d. 系统误差与随机误差都较大
误差消除
系统误差:理论、方法上的误差要尽量消除或补偿,采用精密度较高的仪器,按规定使用仪器,实验时保持认真专注的态度。。。
随机误差:多次等精度测量求平均值
单次测量:
(1)测量结果的准确度要求不高,允许可以粗略地估计误差的大小;
(2)在安排实验时,已作过分析,认为测量误差<< 仪器误差;(仪器灵敏度低,多次测量结果相同。)
(3)受条件的限制,无法对待测量进行重复测量。(如动态测量)
系统误差的估算
仪器误差
仪器的公差(额定误差)Δ仪:厂家所制造的同规格的仪器有可能产生的最大误差。
最小分度:
常用仪器的主要技术条件和仪器的最大公差
量具(仪器)
量程
最小分度值
出厂公差
米尺(竹尺)
30-50cm
60-100cm
1mm
1mm
±
±
钢板尺
150mm
500mm
1000mm
1mm
1mm
1mm
±
±
±
钢卷尺
1m
2m
1mm
1mm
±
±
游标卡尺
125mm
300mm
±
±
螺旋测微计
(千分尺)
0-25mm
±
常用仪器的主要技术条件和仪器的最大公差
量具(仪器)
量程
最小分度值
出厂公差
七级天平
(物理天平)
500g
(接近滿量程)
(1/2量程附近)
(1/3量程和以下)
三级天平
(分析天平)
200g
(接近滿量程)
(1/2量程附近)
(1/3量程和以下)
普通温度计
(水银或有机溶剂)
0-1000℃
10℃
± 10℃
电阻箱
k%×读数(k为准确度等级)
指针式电表
k%×满量程
数字式电表
K%×读数+ND