實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
發(fā)布時(shí)間:2011/8/20 10:10:04 訪問(wèn)次數(shù):1405
實(shí)驗(yàn)中要對(duì)所測(cè)量的量進(jìn)行記錄,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并需進(jìn)行整理、分析和計(jì)算,從實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果中找出實(shí)驗(yàn)規(guī)律,這個(gè)過(guò)程就是數(shù)據(jù)處理。
1.測(cè)量誤差及誤差分析
在實(shí)際測(cè)量中,由于測(cè)量?jī)x器、工具的不準(zhǔn)確,測(cè)量方法的不完善以及其他各種因素的影響,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的值和它的真實(shí)值并不完全相同,它們之間的差值就稱為誤差。
根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因不同,誤差可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和過(guò)失誤差三種。
(1)系統(tǒng)誤差
在相同條件下(觀察方法、儀器、環(huán)境、觀察者不變)多次測(cè)量同一量值時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變,或在條件變化時(shí),按一定規(guī)律變化的誤差叫系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差反映了多次測(cè)量總體平均值偏離真值的程度。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要有測(cè)量?jī)x器、裝置不完善,實(shí)驗(yàn)方法本身或理論不完善,外界環(huán)境(如光照、溫度、濕度、電磁場(chǎng)等)影”向以及觀察者在測(cè)量過(guò)程中的不良習(xí)慣等等。系統(tǒng)誤差可以通過(guò)選用精密儀器、改進(jìn)測(cè)量方法和減少環(huán)境影響等來(lái)減少,但不能完全避免。
(2)偶然誤差
也叫隨機(jī)誤差,即在相同條件下,多次測(cè)量同一量值時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)經(jīng)常變化,數(shù)值時(shí)大時(shí)小,符號(hào)時(shí)正時(shí)負(fù),沒(méi)有確定的規(guī)律。偶然誒差可以采取多次測(cè)量取其平均值的方法來(lái)減少,但也不能完全避免。
(3)過(guò)失誤差
過(guò)失誤差是指一種顯然與事實(shí)不符的誤差,沒(méi)有一定的規(guī)律。不管造成過(guò)失誤差的具體原因如何,只要確知存在過(guò)失誤差,就應(yīng)將含有過(guò)失誤差的測(cè)定值作為異常值從一組測(cè)定數(shù)據(jù)中舍棄。
根據(jù)誤差與真值間內(nèi)在聯(lián)系的不同,誤差又分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。
(1)絕對(duì)誤差
測(cè)量值與被測(cè)量真值之差的絕對(duì)值稱為絕對(duì)誤差。絕對(duì)誤差與被測(cè)值有相同單位,它反映了測(cè)量值偏離真值的大小,其表示式為
△X=|X-Xo| (1-1)
在實(shí)驗(yàn)中,常把多次測(cè)量的平均值作為真值。
(2)相對(duì)誤差
絕對(duì)誤差不能確切地反映出測(cè)量的準(zhǔn)確程度。相對(duì)誤差是測(cè)量值的絕對(duì)誤差與測(cè)量真值之比。相對(duì)誤差是一個(gè)比值,沒(méi)有單位,通常用百分比表示,即
y=△X/XO×100% (1-2)
相對(duì)誤差通常用于衡量測(cè)量(或測(cè)量?jī)x器)的準(zhǔn)確度。相對(duì)誤差越小,準(zhǔn)確度越高。
2.測(cè)量中有效數(shù)字的處理
在測(cè)量中我們必須正確地讀取數(shù)字,這一反映被測(cè)量實(shí)際大小的數(shù)字稱為有效數(shù)字。一般從儀器上讀出的數(shù)字均為有效數(shù)字,有效數(shù)字的位數(shù)是由測(cè)量?jī)x器的精度確定的,它是由準(zhǔn)確數(shù)字和最后一位有誤差的數(shù)字組成,它和小數(shù)點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。
在測(cè)量時(shí),對(duì)于連續(xù)讀數(shù)的儀器,有效數(shù)字是讀到儀器最小刻度的下一位的估計(jì)值,不論估計(jì)值是否是“0”都應(yīng)記錄,不能略去。
大數(shù)值與小數(shù)值都要用冪的乘積的形式表示,如測(cè)得某電阻的阻值為15000Ω,有效數(shù)為3位時(shí),則應(yīng)記為l5.Oxl03Ω或l50xl02Ω。
計(jì)算中,常數(shù)(如π 、e等)以及因子的有效數(shù)字的位數(shù),可根據(jù)需要任意選取。
當(dāng)有效數(shù)字的位數(shù)確定后,多余的位數(shù)按四舍五入的規(guī)則舍去,稱之為有效數(shù)字的修約。
參與加、減運(yùn)算的各數(shù)所保留的位數(shù),一般應(yīng)與各數(shù)小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的相同。為了減少計(jì)算誤差,常常在中間過(guò)程中多保留一位小數(shù),最后結(jié)果才修約到規(guī)定位數(shù)。
乘、除運(yùn)算后結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù),寫參與運(yùn)算的各數(shù)字中有效數(shù)字位數(shù)最少者相同,不考慮小數(shù)點(diǎn)的位置。
乘方、開方后結(jié)果常比原數(shù)多保留一位有效數(shù)字。
對(duì)數(shù)運(yùn)算中,取對(duì)數(shù)前后的有效數(shù)字應(yīng)相等。
3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得到的記錄,經(jīng)過(guò)有效數(shù)字的修約、運(yùn)算等處理后,有時(shí)仍不能看出實(shí)驗(yàn)規(guī)律和結(jié)果,必須對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和分析。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法,不但能夠簡(jiǎn)明、直觀地分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),而且易于找出各測(cè)量數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和規(guī)律性。常用的數(shù)據(jù)處理方法有以下幾種。
(1)列表法
列表法就是將實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量值和計(jì)算過(guò)程中的數(shù)值依一定的形式和順序列成表格。列表法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,簡(jiǎn)單明了,便于分析比較,容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和找出各量之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律等。
列表法應(yīng)注意,表格設(shè)計(jì)要便于記錄、計(jì)算和檢查;表中各符號(hào)所表示的量的物理意義須交待清楚,并寫明單位;表中所列的數(shù)據(jù)要是正確反映測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字。
(2)圖示法
圖示法就是在同一坐標(biāo)平面內(nèi),用一條曲線表示出兩個(gè)量之間的關(guān)系。圖示法可以將一系列數(shù)據(jù)之間的關(guān)系或者變化情況用曲線形象、直觀地表示出來(lái),利用它可以迅速讀出在某一范圍內(nèi)一個(gè)量所對(duì)應(yīng)的另一個(gè)量,并可以作修正曲線或校正曲線,減步誤差、發(fā)現(xiàn)誤差或發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤等。在一定條件下,還可以從曲線的延伸部分讀出測(cè)量數(shù)據(jù)以外的點(diǎn)。
圖示法的關(guān)鍵是要選擇合適的坐標(biāo)和比例,須標(biāo)明坐標(biāo)軸的方向、名稱及單位。常用的坐標(biāo)有直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)、對(duì)數(shù)坐標(biāo)等幾種。坐標(biāo)軸及其刻度值選擇正確,可以簡(jiǎn)化作圖和數(shù)據(jù)處理的過(guò)程。 L298N
實(shí)驗(yàn)中要對(duì)所測(cè)量的量進(jìn)行記錄,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并需進(jìn)行整理、分析和計(jì)算,從實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果中找出實(shí)驗(yàn)規(guī)律,這個(gè)過(guò)程就是數(shù)據(jù)處理。
1.測(cè)量誤差及誤差分析
在實(shí)際測(cè)量中,由于測(cè)量?jī)x器、工具的不準(zhǔn)確,測(cè)量方法的不完善以及其他各種因素的影響,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的值和它的真實(shí)值并不完全相同,它們之間的差值就稱為誤差。
根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因不同,誤差可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和過(guò)失誤差三種。
(1)系統(tǒng)誤差
在相同條件下(觀察方法、儀器、環(huán)境、觀察者不變)多次測(cè)量同一量值時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變,或在條件變化時(shí),按一定規(guī)律變化的誤差叫系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差反映了多次測(cè)量總體平均值偏離真值的程度。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要有測(cè)量?jī)x器、裝置不完善,實(shí)驗(yàn)方法本身或理論不完善,外界環(huán)境(如光照、溫度、濕度、電磁場(chǎng)等)影”向以及觀察者在測(cè)量過(guò)程中的不良習(xí)慣等等。系統(tǒng)誤差可以通過(guò)選用精密儀器、改進(jìn)測(cè)量方法和減少環(huán)境影響等來(lái)減少,但不能完全避免。
(2)偶然誤差
也叫隨機(jī)誤差,即在相同條件下,多次測(cè)量同一量值時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)經(jīng)常變化,數(shù)值時(shí)大時(shí)小,符號(hào)時(shí)正時(shí)負(fù),沒(méi)有確定的規(guī)律。偶然誒差可以采取多次測(cè)量取其平均值的方法來(lái)減少,但也不能完全避免。
(3)過(guò)失誤差
過(guò)失誤差是指一種顯然與事實(shí)不符的誤差,沒(méi)有一定的規(guī)律。不管造成過(guò)失誤差的具體原因如何,只要確知存在過(guò)失誤差,就應(yīng)將含有過(guò)失誤差的測(cè)定值作為異常值從一組測(cè)定數(shù)據(jù)中舍棄。
根據(jù)誤差與真值間內(nèi)在聯(lián)系的不同,誤差又分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。
(1)絕對(duì)誤差
測(cè)量值與被測(cè)量真值之差的絕對(duì)值稱為絕對(duì)誤差。絕對(duì)誤差與被測(cè)值有相同單位,它反映了測(cè)量值偏離真值的大小,其表示式為
△X=|X-Xo| (1-1)
在實(shí)驗(yàn)中,常把多次測(cè)量的平均值作為真值。
(2)相對(duì)誤差
絕對(duì)誤差不能確切地反映出測(cè)量的準(zhǔn)確程度。相對(duì)誤差是測(cè)量值的絕對(duì)誤差與測(cè)量真值之比。相對(duì)誤差是一個(gè)比值,沒(méi)有單位,通常用百分比表示,即
y=△X/XO×100% (1-2)
相對(duì)誤差通常用于衡量測(cè)量(或測(cè)量?jī)x器)的準(zhǔn)確度。相對(duì)誤差越小,準(zhǔn)確度越高。
2.測(cè)量中有效數(shù)字的處理
在測(cè)量中我們必須正確地讀取數(shù)字,這一反映被測(cè)量實(shí)際大小的數(shù)字稱為有效數(shù)字。一般從儀器上讀出的數(shù)字均為有效數(shù)字,有效數(shù)字的位數(shù)是由測(cè)量?jī)x器的精度確定的,它是由準(zhǔn)確數(shù)字和最后一位有誤差的數(shù)字組成,它和小數(shù)點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。
在測(cè)量時(shí),對(duì)于連續(xù)讀數(shù)的儀器,有效數(shù)字是讀到儀器最小刻度的下一位的估計(jì)值,不論估計(jì)值是否是“0”都應(yīng)記錄,不能略去。
大數(shù)值與小數(shù)值都要用冪的乘積的形式表示,如測(cè)得某電阻的阻值為15000Ω,有效數(shù)為3位時(shí),則應(yīng)記為l5.Oxl03Ω或l50xl02Ω。
計(jì)算中,常數(shù)(如π 、e等)以及因子的有效數(shù)字的位數(shù),可根據(jù)需要任意選取。
當(dāng)有效數(shù)字的位數(shù)確定后,多余的位數(shù)按四舍五入的規(guī)則舍去,稱之為有效數(shù)字的修約。
參與加、減運(yùn)算的各數(shù)所保留的位數(shù),一般應(yīng)與各數(shù)小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的相同。為了減少計(jì)算誤差,常常在中間過(guò)程中多保留一位小數(shù),最后結(jié)果才修約到規(guī)定位數(shù)。
乘、除運(yùn)算后結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù),寫參與運(yùn)算的各數(shù)字中有效數(shù)字位數(shù)最少者相同,不考慮小數(shù)點(diǎn)的位置。
乘方、開方后結(jié)果常比原數(shù)多保留一位有效數(shù)字。
對(duì)數(shù)運(yùn)算中,取對(duì)數(shù)前后的有效數(shù)字應(yīng)相等。
3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得到的記錄,經(jīng)過(guò)有效數(shù)字的修約、運(yùn)算等處理后,有時(shí)仍不能看出實(shí)驗(yàn)規(guī)律和結(jié)果,必須對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和分析。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法,不但能夠簡(jiǎn)明、直觀地分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),而且易于找出各測(cè)量數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和規(guī)律性。常用的數(shù)據(jù)處理方法有以下幾種。
(1)列表法
列表法就是將實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量值和計(jì)算過(guò)程中的數(shù)值依一定的形式和順序列成表格。列表法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,簡(jiǎn)單明了,便于分析比較,容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和找出各量之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律等。
列表法應(yīng)注意,表格設(shè)計(jì)要便于記錄、計(jì)算和檢查;表中各符號(hào)所表示的量的物理意義須交待清楚,并寫明單位;表中所列的數(shù)據(jù)要是正確反映測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字。
(2)圖示法
圖示法就是在同一坐標(biāo)平面內(nèi),用一條曲線表示出兩個(gè)量之間的關(guān)系。圖示法可以將一系列數(shù)據(jù)之間的關(guān)系或者變化情況用曲線形象、直觀地表示出來(lái),利用它可以迅速讀出在某一范圍內(nèi)一個(gè)量所對(duì)應(yīng)的另一個(gè)量,并可以作修正曲線或校正曲線,減步誤差、發(fā)現(xiàn)誤差或發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤等。在一定條件下,還可以從曲線的延伸部分讀出測(cè)量數(shù)據(jù)以外的點(diǎn)。
圖示法的關(guān)鍵是要選擇合適的坐標(biāo)和比例,須標(biāo)明坐標(biāo)軸的方向、名稱及單位。常用的坐標(biāo)有直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)、對(duì)數(shù)坐標(biāo)等幾種。坐標(biāo)軸及其刻度值選擇正確,可以簡(jiǎn)化作圖和數(shù)據(jù)處理的過(guò)程。 L298N
熱門點(diǎn)擊
- 磁頭
- LM35集成溫度傳感器
- 三極管特性
- 電子材料的分類
- 機(jī)械連接
- 掩模與流片
- 簡(jiǎn)單電壓放大電路設(shè)計(jì)
- LM360高速差分比較器
- 電阻器的主要性能指標(biāo)
- GD65232/GD75232多重RS232
推薦技術(shù)資料
- 泰克新發(fā)布的DSA830
- 泰克新發(fā)布的DSA8300在一臺(tái)儀器中同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)域和頻域分析,DS... [詳細(xì)]
- CV/CC InnoSwitch3-AQ 開
- URF1DxxM-60WR3系
- 1-6W URA24xxN-x
- 閉環(huán)磁通門信號(hào)調(diào)節(jié)芯片NSDRV401
- SK-RiSC-SOM-H27X-V1.1應(yīng)
- RISC技術(shù)8位微控制器參數(shù)設(shè)
- 多媒體協(xié)處理器SM501在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用
- 基于IEEE802.11b的EPA溫度變送器
- QUICCEngine新引擎推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)革新
- SoC面世八年后的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇
- MPC8xx系列處理器的嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
- dsPIC及其在交流變頻調(diào)速中的應(yīng)用研究