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实验数据误差分析与数据处理

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第一章 实验数据误差分析与数据处理 第一节 实验数据误差分析 一、概述 由于实验方法和实验设备的不完善,周围环境的影响,以及人的观察力,测量程序等限制,实验测量值和真值之间,总是存在一定的差异,在数值上即表现为误差。为了提高实验的精度,缩小实验观测值和真值之间的差值,需要对实验数据误差进行分析和讨论。 实验数据误差分析并不是即成事实的消极措施,而是给研究人员提供参与科学实验的积极武器,通过误差分析,可以认清误差的来源及影响,使我们有可能预先确定导致实验总误差的最大组成因素,并设法排除数据中所包含的无效成分,进一步改进实验方案。实验误差分析也提醒我们注意主要误差来源,精心操作,使研究的准确度得以提高。 二、实验误差的来源 实验误差从总体上讲有实验装置(包括标准器具、仪器仪表等)、实验方法、实验环境、实验人员和被测量五个来源。 1. 实验装置误差 测量装置是标准器具、仪器仪表和辅助设备的总体。实验装置误差是指由测量装置产生 的测量误差。它 来源于: (1)标准器具误差 标准器具是指用 以复 现量值的计 量器具。由于加 工 的限制,标准器复 现的量值单 位 是有误差的。例 如 ,标准刻 线 米 尺 的 0 刻 线 和 1 000 m m 刻 线 之间的实际 长 度与1 000 m m 单 位 是有差异的。又 如 ,标称 值为 1kg 的砝 码 的实际 质 量(真值)并不等于 1kg 等等。 (2)仪器仪表误差 凡 是用 于被测量和复 现计 量单 位 的标准量进行比 较 的设备,称 为仪器或 仪表. 它 们将 被测量转换 成可直 接 观察的指示 值。例 如 ,温 度计 、电 流 表、压 力表、干 涉 仪、天 平 ,等等。 由于仪器仪表在加 工 、装配 和调 试 中,不可避 免 地 存在误差,以致仪器仪表的指示 值不等于被测量的真值,造 成测量误差。例 如 ,天 平 的两 臂 不可能加 工 、调 整 到 绝 对相 等,称 量时 ,按 天平 工 作原 理,天 平 平 衡 被认为两 边 的质 量相 等。但 是,由于天 平 的不等臂 ,虽 然 天 平 达 到 平 衡 ,但 两 边 的质 量并不等,即造 成测量误差。 (3)附 件 误差 为测量创 造 必 要条 件 或 使测量方便 地 进行而采 用 的各 种 辅助设备或 附 件 ,均 属 测量附 件 。如 电测量中的转 换 开 关 及移 动 测点 、电 ...

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