实验的数据处理与统计

实验的数据处理与统计

一．实验目的

通过测量、实验数据记录、处理、检验等环节掌握并运用实验的数据处理与统计有关知识。

二．实验仪器及用具

游标卡尺：精度值：0.02 mm 量程：150.00 mm 编号：07125960

图一游标卡尺

被测物体：第五套人民币2005年版1角硬币一枚：不锈钢材质，钢白色泽，正面为“中国人民银行”、“1角”和汉语拼音字母“YIJIAO”及年

号2005，背面为兰花图案及中国人民银行的汉语拼音字母“ZHONGGUO RENMIN YINHANG”。

图二第五套人民币1角硬币2005年版

三．实验内容及过程

1.观察游标卡尺的精确度、量程、编号并记录。

2.将固定螺钉松开，滑动游标尺，看游标尺是否能能在主尺上灵活地滑动。

3.将两只测脚并拢，观察主尺的零线和游标尺的零线是否对齐。如果没有对齐，则要记录下此数值（修正值），以便在最后的测量结果中加或减去此修正值。

4.将游标卡尺及一枚第五套人民币2005年版1角硬币擦拭干净。

5.用游标卡尺测量一枚第五套人民币2005年版1角硬币的直径并记录，在不同位置测量10次。

6.实验测量数据数理分析。

7.实验测量数据误差分析。

8.实验总结。

四．实验数据与数据处理

A.实验测量原始数据 见表一。

表一 50分游标卡尺测量第五套人民币2005年版1角硬币的直径原始数据记录表

实验时间：2012年6月1日 有效数字：精确到小数点后两位 环境条件： 1、温度：25.0 ℃ ； 2、大气压强：759 mmHg ； 3、湿度：45 %

B.可疑数据可靠性的检验和取舍 ( 应用狄克逊（Dixon ）检验法 ) 数字修约规则：采用四舍五入规则，计算数值精确到小数点后三位。 (1)测量数据从小到大排列 见表二。

表二 十次测量数据从小到大排列

单位：mm

1

X

2

X

3

X

4

X

5

X

6

X

7

X

8

X

9

X

10

X

18.970 18.980 18.990 18.990 19.000 19.000 19.010 19.020 19.030 19.210 最小可疑值为

1

X = 18.970 mm ； 最大可疑值为

10

X = 19.210 mm 。

(2)狄克逊检验统计量Q 计算公式 n 值为10, 可疑数据为最小值

1

X 时,

12191

X X X Q X X -=

-；

可疑数据为最大值

10

X 时,

测量次数（次） 1 2 3 4 5 修正值 测量人 直径 D （单位：mm ） 19.00 19.01 19.02 18.99 18.98 0.00 吴瑞 测量次数（次） 6 7 8 9 10 修正值 测量人 直径 D （单位：mm ）

18.97

19.21

19.00

18.99

19.03

0.00

陈聪

10109102

X X X Q X X -=

-.

(3)计算得

1100.1670.783

X X Q Q ==，

查狄克逊检验临界值（a Q ）表得临界值

0.050.477

Q = ;

0.010.597

Q =

比较

10.167X Q = < 0.05Q 100.783

X Q = > 0.01

Q

依据 若0.05Q Q ≤则可疑值为正常值；

若

0.05

Q < 0.01Q Q ≤则可疑值为偏离值；

若Q < 0.01

Q 则可疑值为离群值。

所以

1

X 为正常值，10

X 为离群值。

C.实验测量数据整理分析（列表法，见表三）

表三 50分游标卡尺测量第五套人民币2005年版1角硬币的直径整理计算数据表 直径D 单位：mm 计算数值精确度：小数点后三位 数值修约规则：四舍五入规则

数据序号 1

2

3

4

5

6

7

8

9

平均值 直径 D 19.000 19.010 19.020 18.990 18.980 18.970 18.990 19.000 19.030 18.999 绝对偏差 0.001

0.011

0.021 -0.009 -0.019 -0.029 -0.009 0.001

0.031

— 标准偏差

0.018

—

五．实验过程存在的误差分析

真值（采用计量学约定真值）：中国人民银行货币金银局发行的2005版第五套人民币 1角硬币规格为直径D = 19.000mm 。

X）为

系统误差：测量结果的平均值（舍去离群值10

D = 18.999 mm

则系统误差为

18.999 - 19.000 = - 0.001 ( mm ) ，

分析认为误差来源为游标卡尺本身有误差；测量的一枚2005版第五套人

民币 1角硬币有磨损导致存在误差以及操作上存在误差。

偶然误差：分析认为是由某些无法控制和避免的偶然因素造成的。如：测定时环境温度、湿度、气压的微小波动，游标卡尺性能的微小变化或个人一时的辨别的差异而使读数不一致等。

过失误差：分析认为是由于游标卡尺多次使用，每次测量前没有擦拭干净导致存在误差，同样硬币多次测量导致有污染从而导致误差。

六．实践总结

测量本身是一个非常注重细节的实验，尤其是在工程中，一点微小的误差都有可能酿成大的事故，细节决定成败，态度决定一切，因此在以后学习中我们将本着更加严谨的态度去对待每一门课程。这次的实践周对我们来说意义很特别，也让我明白了与他人合作的重要性。学习与实践，是两个不可分割的部分，唯有将学习的知识融于实践中，才能更好的理解知识。通过亲自动手，不仅收获了知识，还增强了自己的实践能力。