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数据处理及误差分析ppt课件
2、误差的表示方法: 、 绝对误差:绝对误差=测量值-真值(约定真值) 。 、 相对误差:相对误差=绝对误差/真值X100%
相对误差没有单位,但有正负。
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3.误差的分类:
1)、 系统误差:在重复性条件下,对同一被测量进行无限多
次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
2)、 随机误差:测量结果与在重复性条件下,对同一被测量 进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
为真值 为标准差
f ( x)为x的分布函数
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f(x)
标准差表示测量值的离散程度
С ´ó x
标准差小:表示测得值很密集,随机误差分布范围窄,测量的精密度高; 标准差大:表示测得值很分散,随机误差分布范围宽,测量的精密度低。
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任意一次测量值落入区间 [ , 概率] 为
精度是误差理论中的说法,与测量不确定度是不同的概念误差理 论中,精度定量的特征可用目前的测量不确定度(对测量结果而 言)和极限误差(对测量仪器仪表)来表示。对测量而言,精 密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,但精确 度高的准确度与精密度都高,精度是精确度的简称。目前,不提 倡精度的说法。
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培养实验能力
1、 借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器; 运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断; 2、正确记录和处理实验数据,绘制实验曲线,说明
实验结果,撰写合格的实验报告;
3、能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验。
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提高实验素养
1、培养理论联系实际和实事求是的科学作风; 2、严肃认真的工作态度; 3、主动研究和创新的探索精神; 4、遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
3)、 粗大误差:超出在规定条件下预期的误差。
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4、 产生原因:
系统误差: 如仪器误差,方法误差,人员误差 随机误差: 如实验条件和环境因素的起伏,估读数的
偏差,测量对象的不稳定
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5、系统误差的处理
①已定系统误差:设法消除,或修正 测量结果 = 测得值(或其平均值)-已定系统误差
(如电表、螺旋测微计的零位误差;伏安法测电阻时电表内阻 引起的误差)
绪论
物理实验的地位和作用 测量误差和不确定度 实验数据的处理
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一、பைடு நூலகம்位和作用
物理学是实验的科学,实验物理和理论物理是构 成物理学研究的两大支柱。 大学物理实验 1、是一门独立的必修基础课 。 2、是同学们进入大学以后受到系统实验方法训 练和实验技能训练的开端。 3、是工科学生进行其它实验和毕业工作后进行 科研活动的基础。
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物理实验课程不同于一般的探索性的科学实验 研究,每个实验题目都经过精心设计、安排,可 使同学获得基本的实验知识,在实验方法和实验 技能诸方面得到较为系统、严格的训练,是大学 里从事科学实验的起步,同时在培养科学工作者 的良好素质及科学世界观方面,物理实验课程也 会起着潜移默化的作用。
希望同学们能重视这门课程的学习,真正能学 有所得。
3.精确度: 是对测量结果中系统误差和偶然误差大小的综合评价。精确 度高是表示在多次测量中,数据比较集中,且逼近真值,即测量结果中 的系统误差和偶然误差都比较小。
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四、精度:
精度细分为:
准确度:系统误差对测量结果的影响。 精密度:随机误差对测量结果的影响。 精确度:系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。
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第一节 测量与误差
一、测量
测量就是借助一定的仪器或量具,通过一
定的实验方法来实现标准量与待测量的比较。
1.直接测量
被测量与标准量相比较而得出测量结果
2.间接测量
利用被测量之间的函数关系,通过计算而得出测量结果 11
例:
测量铜柱的密度时,我们可以用米尺量出它的高h 和直径d,
算出体积
V d 2 h
②未定系统误差:估计其限值,归入B类不确定度参与 对测量结果的评价(如仪器误差)
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6、随机误差的处理
随机误差的特点:
小误差出现的概率大;大误差出现的概率小 ② 无穷多次测量时服从正态分布; ③ 正、负误差对称分布; 具有抵偿性(取多次测量的平均值有利于消减随机误差。)
sx
2
xi x n 1
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四、学习程序
第一:课前预习 (完成实验预习报告)
第二:课堂操作 (完成实验数据的测量)
第三:课后总结 (完成实验报告)
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预习报告要求:
1.实验名称 2.实验目的 3.仪器用具 4.实验原理 5.实验步骤 6.数据记录表格
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实验报告要求:
1.实验名称 2.实验目的 3.仪器用具 4.实验原理 5.实验步骤 6.数据记录表格 7.数据处理及误差分析 8.思考题
P f xdx 0.683
f(x)
x
这个概率叫置信概率,也称为置信度。
对应的区间叫置信区间,表示为 x
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处理方法: ①取多次测量的平均值为测量结果的最佳估计值 ②研究其分布,找出其特征值,归入A类不确定度
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三、对误差大小的评价
实验中常用精密度、准确度和精确度来评价实验结果中误差的大小。这 三个概念的涵义不同,应加以区别。
1.精密度: 表示测量结果中偶然误差大小的程度。精密度高是指在多次 测量中,数据的离散性小,偶然误差小。
2.准确度: 表示测量结果中系统误差大小的程度。准确度高表示多次测 量数据的平均值偏离真值的程度小,系统误差小。
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然后用天平称出它的质量M,算出密度
M V
4M
d 2h
这里,我们说铜柱的高 h、直径 d 和质量 M 是直接测得量, 体积V 和密度ρ是间接测得量。
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二、误差
误差的基本概念:
1.误差的定义:误差=测得值-真值;
因此,误差是一个值,数学上就是坐标轴上的一个点,是具有正负 号的一个数值。
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二、课时安排:
大学物理实验本学期总学时数为21学时 ,共7次课, 除本次绪论课外,6个仿真实验项目。
实验一、长度测量 实验二、气垫上的直线运动 实验三、单透镜实验 实验四、示波器的使用 实验五、光学设计实验 实验六、热敏电阻
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三、教学目的:
学习实验知识 培养实验能力 提高实验素养
学习实验知识
通过对实验现象的观察、分析和对物理 量的测量,学习物理实验知识和设计思想, 掌握和理解物理理论。