3收稿日期:2006-01-06用Origin软件处理间接测量量的测量结果李震春(桂林电子科技大学信息材料科学系,广西桂林541004)摘要:结合一个具体的实例介绍如何运用Origin软件处理间接测量量测量结果的方法。该方法操作简单、快速便捷。关键词:间接测量量;Origin;测量结果;权重中图分类号:O4-34文献标识码:A文章编号:1003-7551(2006)01-0040-03大学物理实验数据处理工作是繁锁、枯燥的,值得庆幸的是这些工作可以交由计算器或计算机来完成。Origin软件是Microcal软件公司推出的一个短小精悍、功能强大的数据分析和绘图软件。它工作在Windows平台上,利用它可以不用编程,只要输入数据,简单操作即可完成一般的实验数据处理,因此在教学、科研和工程等领域得到广泛的运用。大学物理实验常用的数据处理方法有:确定测量量(包括直接测量量和间接测量量)的测量结果、直线和曲线的拟合与作图等等。Origin软件处理直线或曲线拟合与作图问题非常便捷、完善[3]!此文不再赘述。本文结合一个实例来介绍用Origin软件处理间接测量量测量结果的方法。1实验原理与数据测量在用物距-像距法测量薄凸透镜的焦距实验中,在近轴光线成像的情况下,成像规律满足高斯公式1f=1u+1v(1)式中u和v分别为物距和像距,f为焦距。设x0、xL和xi分别为物屏、透镜和像屏的坐标,则u=xL-x0,v=xi-xL故(1)式为:f=(xL-x0)·(xi-xL)(xi-x0)(2)实验中固定物屏和透镜位置,移动像屏使成像清晰。用左右逼近法可分别测出成像清晰时左、右逼近坐标值xil和xir,重复测量五次,得到表1数据。表1物坐标x0=150.0mm透镜坐标xL=300.0mm标尺仪器误差:0.5mm次数像屏位置12345左逼近读数xil/mm584.2583.0582.9583.9584.5右逼近读数xir/mm598.2599.5598.5600.5597.9xi=(xil+xir)/2591.20591.25590.70592.00591.202数据处理步骤①像屏位置的平均值xi及统计不确定度Sxi的计算。启动Origin环境,将表1中的数据分别键入datal工作表中的A、B列。单击右键,在弹出的菜单中选择“StatisticsonRows”,瞬间弹出data2工作表如图1。04第27卷第1期广西物理GUANGXIWULIVol.27No.12006图1行统计结果图1中的Mean(Y)列即为每次测量中像屏位置的平均值xi,即表1中xi行的数据。选中该列,再单击右键,在弹出的菜单中选择“StatisticsonColumn”,在弹出的data3工作表(图2所示)中Mean(Y)列即为像屏位置的平均值,Se(yEr±)列即为xi的统计不确定度Sxi。图2列统计结果②各直接测量量合成不确定度σx0、σxl和σxi的计算。在上面已经建立的Origin环境中新建一工作表da2ta4,在表中添加6列建立如图3所示的工作表。图3数据处理工作表表中m、B、C列分别为各直接测量量的均值、统计不确定度和非统计不确定度。m和B列的数据前面已求出,C列数据可均为Δ仪器3=0.53≈0.3mm。选中D列,单击右键,在弹出的菜单中选择“SetcolumnValues⋯”选项,弹出“SetcolumnValues”对话框,然后在“col(D)=”下面的表达式输入框中输入:“sqrt(col(B)^2+col(C)^2)”,按“OK”按钮即可完成各直接测量量合成不确定度的计算,即图3中的D列。③各直接测量量合成不确定度对σf的权重5f5x0、5f5xL和5f5xi的计算。由(2)式求出5f5x0=(xL-xi)-fx0-xi,5f5xL=x0+xi-2xLx0-xi和5f5xi=f-(x0-xL)x0-xi。为了计算方便可先算出f的最佳测量值f,然后再分别计算5f5x0、5f5xL和5f5xi的值。操作过程如下:选F列中的第一个单元格,单击右键,选拔“SetcolumnValues⋯”选项,在弹出“SetcolumnValues”对话框的“col(D)=”下面输入框中输入:“(col(m)[1]-col(m)[2])3(col(m)[2]-col(m)[3])/(col(m)[3]-col(m)[1])”,按“OK”按钮即可算出f,即图3F列。分别选中data4工作表中的E列的第一、第二和第三单元格,单击右键,选择“SetcolumnValues⋯”选项,在弹出“SetcolumnValues”对话框中分别输入:“col(m)[2]-col(m)[3]-col(F)[1]/(col(m)[1]-col(m)[3]”、“(col(m)[1]+col(m)[3]-23col(m)[2])/(col(m)[1]-col(m)[3])”和“col(F)[1]-col(m)[1]+col(m)[2])/(col(m)[1]-col(m)[3])”按“OK”14第1期用Origin软件处理间接测量量的测量结果按钮即算出各直接测量量合成不确定度对σf的权重5f5x0、5f5xL和5f5xi,即图3中的E列。④间接测量量f合成不确定度σf的...
