實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析和數(shù)據(jù)處理

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1、..WORD完美格式..第一章實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析與數(shù)據(jù)處理第一節(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析一、概述由于實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不完善，周圍環(huán)境的影響，以及人的觀察力，測量程序等限制，實(shí)驗(yàn)測量值和真值之間，總是存在一定的差異，在數(shù)值上即表現(xiàn)為誤差。為了提高實(shí)驗(yàn)的精度，縮小實(shí)驗(yàn)觀測值和真值之間的差值，需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行分析和討論。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析并不是即成事實(shí)的消極措施，而是給研究人員提供參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極武器，通過誤差分析，可以認(rèn)清誤差的來源及影響，使我們有可能預(yù)先確定導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)總誤差的最大組成因素，并設(shè)法排除數(shù)據(jù)中所包含的無效成分，進(jìn)一步改

2、進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)誤差分析也提醒我們注意主要誤差來源，精心操作，使研究的準(zhǔn)確度得以提高。二、實(shí)驗(yàn)誤差的來源實(shí)驗(yàn)誤差從總體上講有實(shí)驗(yàn)裝置（包括標(biāo)準(zhǔn)器具、儀器儀表等）、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)人員和被測量五個(gè)來源。1.實(shí)驗(yàn)裝置誤差測量裝置是標(biāo)準(zhǔn)器具、儀器儀表和輔助設(shè)備的總體。實(shí)驗(yàn)裝置誤差是指由測量裝置產(chǎn)生的測量誤差。它來源于：（1）標(biāo)準(zhǔn)器具誤差標(biāo)準(zhǔn)器具是指用以復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具。由于加工的限制，標(biāo)準(zhǔn)器復(fù)現(xiàn)的量值單位是有誤差的。例如，標(biāo)準(zhǔn)刻線米尺的0刻線和1000mm刻線之間的實(shí)際長度與1000mm單位是有差異的。又如，標(biāo)稱值為1kg

3、的砝碼的實(shí)際質(zhì)量（真值）并不等于1kg等等。（2）儀器儀表誤差凡是用于被測量和復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的設(shè)備，稱為儀器或儀表．它們將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值。例如，溫度計(jì)、電流表、壓力表、干涉儀、天平，等等。由于儀器儀表在加工、裝配和調(diào)試中，不可避免地存在誤差，以致儀器儀表的指示值不等于被測量的真值，造成測量誤差。例如，天平的兩臂不可能加工、調(diào)整到絕對相等，稱量時(shí)，按天平工作原理，天平平衡被認(rèn)為兩邊的質(zhì)量相等。但是，由于天平的不等臂，雖然天平達(dá)到平衡，但兩邊的質(zhì)量并不等，即造成測量誤差。（3）附件誤差為測量創(chuàng)造必要條

4、件或使測量方便地進(jìn)行而采用的各種輔助設(shè)備或附件，均屬測量附件。如電測量中的轉(zhuǎn)換開關(guān)及移動測點(diǎn)、電源、熱源和連接導(dǎo)線等均為測量附件，且均產(chǎn)生測量誤差。又如，熱工計(jì)量用的水槽，作為溫度測量附件，提供測量水銀溫度計(jì)所需要的溫場，由于水槽內(nèi)各處溫度的不均勻，便引起測量誤差，等等。按裝置誤差具體形成原因，可分為結(jié)構(gòu)性的裝置誤差、調(diào)整性的裝置誤差和變化性的裝置誤差。結(jié)構(gòu)性的裝置誤差如：天平的不等臂，線紋尺刻線不均勻，量塊工作面的不平行性，光學(xué)零件的光學(xué)性能缺陷，等等。這些誤差大部分是由于制造工藝不完善和長期使用磨損引起的。調(diào)整性的裝置誤差

5、如投影儀物鏡放大倍數(shù)調(diào)整不準(zhǔn)確，水平儀的零位調(diào)整不準(zhǔn)確，千分尺的零位調(diào)整不準(zhǔn)確，等等。這些誤差是由于儀器儀表在使用時(shí)，未調(diào)整到理想狀態(tài)引起的。變化性的裝置誤差如：激光波長的長期不穩(wěn)定性，電阻等元器件的老化，晶體振蕩器頻率的長期漂移，等等。這些誤差是由于儀器儀表隨時(shí)間的不穩(wěn)定性和隨空間位置變化的不均勻性造成的。2.環(huán)境誤差環(huán)境誤差系指測量中由于各種環(huán)境因素造成的測量誤差。被測量在不同的環(huán)境中測量，其結(jié)果是不同的。這一客觀事實(shí)說明，環(huán)境對測量是有影響的，是測量的誤差來源之一。環(huán)境造成測量誤差的主要原因是測量裝置包括標(biāo)準(zhǔn)器具、儀器儀

6、表、測量附件同被測對象隨著環(huán)境的變化而變化著。測量環(huán)境除了偏離標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境產(chǎn)生測量誤差以外，從而引起測量環(huán)境微觀變化的測量誤差。3.方法誤差..專業(yè)知識編輯整理....WORD完美格式..方法誤差系指由于測量方法（包括計(jì)算過程）不完善而引起的誤差。事實(shí)上，不存在不產(chǎn)生測量誤差的盡善盡美的測量方法。由測量方法引起的測量誤差主要有下列兩種情況：第一種情況：由于測量人員的知識不足或研究不充分以致操作不合理，或?qū)y量方法、測量程序進(jìn)行錯(cuò)誤的簡化等引起的方法誤差。第二種情況：分析處理數(shù)據(jù)時(shí)引起的方法誤差。例如，軸的周長可以通過測量軸的直徑d

7、，然后由公式：L＝πd計(jì)算得到。但是，在計(jì)算中只能取其近似值，因此，計(jì)算所得的L也只能是近似值，從而引起周長L的誤差。4.人員誤差人員誤差系指測量人員由于生理機(jī)能的限制，固有習(xí)慣性偏差以及疏忽等原因造成的測量誤差。由于測量人員在長時(shí)間的測量中，因疲勞或疏忽大意發(fā)生看錯(cuò)、讀錯(cuò)、聽錯(cuò)、記錯(cuò)等錯(cuò)誤造成測量誤差，這類誤差往往相當(dāng)大是測量所不容許的。為此，要求測量人員養(yǎng)成嚴(yán)格而謹(jǐn)慎的習(xí)慣，在測量中認(rèn)真操作并集中精力，從制度上規(guī)定，對某些準(zhǔn)確性較高而又重要的測量，由另一名測量人員進(jìn)行復(fù)核測量。5.測量對象變化誤差被測對象在整個(gè)測量過程中處

8、在不斷地變化中。由于測量對象自身的變化而引起的測量誤差稱為測量對象變化誤差。例如，被測溫度計(jì)的溫度，被測線紋尺的長度，被測量塊的尺寸等，在測量過程中均處于不停地變化中，由于它們的變化，使測量不準(zhǔn)而帶來誤差。三、誤差的分類誤差是實(shí)驗(yàn)測量值（包括間接測量值）與真值（客觀存在的準(zhǔn)確