測量誤差有效數(shù)宇的運算規(guī)則
發(fā)布時間:2008/9/16 0:00:00 訪問次數(shù):1501
我們知道,間接測量量是由直接測量量通過一定的函數(shù)關(guān)系計算得到的。直接測量量的值是用有效數(shù)字表示的,它的末位由測量的絕對誤差決定,其位數(shù)不能少記,也不能多記。在求間接測量量的數(shù)值時,由于參加運算的分量可能很多,各分量的性質(zhì)、數(shù)值大小和有效數(shù)字的位數(shù)也不盡相同。在這種情況下,為使運算簡潔、準(zhǔn)確,應(yīng)當(dāng)根據(jù)一定的規(guī)則,正確選取運算中各被測量有效數(shù)字的位數(shù)。下面我們來說明對有效數(shù)字進行運算時應(yīng)遵循的規(guī)則。
1.加減運算
在多個測量值相加減時,要把小數(shù)多的測量數(shù)按舍入的規(guī)則處理,使其比小數(shù)值最少的測量數(shù)只多一位小數(shù),計算結(jié)果應(yīng)保留的小數(shù)位數(shù)要與原測量數(shù)中小數(shù)值數(shù)最少的那個數(shù)相同。在測量數(shù)據(jù)已給出誤差的情況下,計算結(jié)果應(yīng)休留的小數(shù)位數(shù)與測量誤奉計算結(jié)果的小數(shù)位數(shù)相同。
在計算誤差時,求最大誤差的運算就是求各項分誤差的絕對值之和,這時對各分誤差中小于最大分誤差1/10的其他分誤差,視情況可認(rèn)為是微小誤差而忽略不計。求標(biāo)準(zhǔn)誤差的運算,是方均根的運算,這時對小于最大分誤差1/3的其他分誤差,也可以看成是微小誤差,視情況而忽略不計。誤差有效數(shù)字的位數(shù),在運算過程中可取二位,最后結(jié)果一般取一位。但若首位數(shù)為1或2時,可多保留一位。
2.乘除運算規(guī)則
進行有效數(shù)字的乘除運算時,要把位數(shù)多的數(shù)據(jù)按舍入規(guī)則處理,使其比有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)只多一位有效數(shù)字,計算結(jié)果的有效數(shù)字要與參加運算的數(shù)據(jù)中有效數(shù)字位數(shù)最少的那個數(shù)相同。但對中間運算過程中的結(jié)果應(yīng)多保留一位。
同樣,在測量數(shù)據(jù)已給出誤差的情況下,計算結(jié)果的有效數(shù)字的末位應(yīng)與測量誤差運算結(jié)果的所在位相對應(yīng)。
此外,為了減小運算造成的誤差,當(dāng)首位為8或9的m位數(shù)與首位為1的m+1位數(shù)相乘除時,所得結(jié)果的有效數(shù)字可按m+1來取。當(dāng)乘除運算結(jié)果的首位為1或2時,其有效數(shù)字的位數(shù)也可多取一位。
3.函數(shù)運算規(guī)則
在進行有效數(shù)字的乘方、開方和其他函數(shù)運算時,運算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)通常由測量誤差確定。在未給出測量誤差的情況下,計算結(jié)果的有效數(shù)字應(yīng)與原測量數(shù)據(jù)相同。為了簡便運算,有時也根據(jù)函數(shù)值隨被測量末位數(shù)改變一個單位時的變化量來確定。
例如,測得x=520.4,求lgx。
由計算得出 lg 20.3=2.71625
lg 20.4=2.71634
lg 20.5=2.71642
根據(jù)lgx隨x末位改變0.1的變化情況,可取lg 20.4=2.7163。
此外,在運算公式中多用常量和無理量的有效數(shù)字的位數(shù),·通常取比有效數(shù)字最少的測量數(shù)多一位。在等精度測量中,通常其平均值的誤差比測量序列中任一測量值的誤差要小,由此,當(dāng)對測量序列的數(shù)據(jù)取取平均值時,其平均值的有效數(shù)字可以取比測量序列中的數(shù)值多一位。
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我們知道,間接測量量是由直接測量量通過一定的函數(shù)關(guān)系計算得到的。直接測量量的值是用有效數(shù)字表示的,它的末位由測量的絕對誤差決定,其位數(shù)不能少記,也不能多記。在求間接測量量的數(shù)值時,由于參加運算的分量可能很多,各分量的性質(zhì)、數(shù)值大小和有效數(shù)字的位數(shù)也不盡相同。在這種情況下,為使運算簡潔、準(zhǔn)確,應(yīng)當(dāng)根據(jù)一定的規(guī)則,正確選取運算中各被測量有效數(shù)字的位數(shù)。下面我們來說明對有效數(shù)字進行運算時應(yīng)遵循的規(guī)則。
1.加減運算
在多個測量值相加減時,要把小數(shù)多的測量數(shù)按舍入的規(guī)則處理,使其比小數(shù)值最少的測量數(shù)只多一位小數(shù),計算結(jié)果應(yīng)保留的小數(shù)位數(shù)要與原測量數(shù)中小數(shù)值數(shù)最少的那個數(shù)相同。在測量數(shù)據(jù)已給出誤差的情況下,計算結(jié)果應(yīng)休留的小數(shù)位數(shù)與測量誤奉計算結(jié)果的小數(shù)位數(shù)相同。
在計算誤差時,求最大誤差的運算就是求各項分誤差的絕對值之和,這時對各分誤差中小于最大分誤差1/10的其他分誤差,視情況可認(rèn)為是微小誤差而忽略不計。求標(biāo)準(zhǔn)誤差的運算,是方均根的運算,這時對小于最大分誤差1/3的其他分誤差,也可以看成是微小誤差,視情況而忽略不計。誤差有效數(shù)字的位數(shù),在運算過程中可取二位,最后結(jié)果一般取一位。但若首位數(shù)為1或2時,可多保留一位。
2.乘除運算規(guī)則
進行有效數(shù)字的乘除運算時,要把位數(shù)多的數(shù)據(jù)按舍入規(guī)則處理,使其比有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)只多一位有效數(shù)字,計算結(jié)果的有效數(shù)字要與參加運算的數(shù)據(jù)中有效數(shù)字位數(shù)最少的那個數(shù)相同。但對中間運算過程中的結(jié)果應(yīng)多保留一位。
同樣,在測量數(shù)據(jù)已給出誤差的情況下,計算結(jié)果的有效數(shù)字的末位應(yīng)與測量誤差運算結(jié)果的所在位相對應(yīng)。
此外,為了減小運算造成的誤差,當(dāng)首位為8或9的m位數(shù)與首位為1的m+1位數(shù)相乘除時,所得結(jié)果的有效數(shù)字可按m+1來取。當(dāng)乘除運算結(jié)果的首位為1或2時,其有效數(shù)字的位數(shù)也可多取一位。
3.函數(shù)運算規(guī)則
在進行有效數(shù)字的乘方、開方和其他函數(shù)運算時,運算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)通常由測量誤差確定。在未給出測量誤差的情況下,計算結(jié)果的有效數(shù)字應(yīng)與原測量數(shù)據(jù)相同。為了簡便運算,有時也根據(jù)函數(shù)值隨被測量末位數(shù)改變一個單位時的變化量來確定。
例如,測得x=520.4,求lgx。
由計算得出 lg 20.3=2.71625
lg 20.4=2.71634
lg 20.5=2.71642
根據(jù)lgx隨x末位改變0.1的變化情況,可取lg 20.4=2.7163。
此外,在運算公式中多用常量和無理量的有效數(shù)字的位數(shù),·通常取比有效數(shù)字最少的測量數(shù)多一位。在等精度測量中,通常其平均值的誤差比測量序列中任一測量值的誤差要小,由此,當(dāng)對測量序列的數(shù)據(jù)取取平均值時,其平均值的有效數(shù)字可以取比測量序列中的數(shù)值多一位。
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