数据处理及误差分析ppt课件

2、误差的表示方法： 、 绝对误差：绝对误差＝测量值－真值（约定真值） 。 、 相对误差：相对误差＝绝对误差/真值X100％
相对误差没有单位，但有正负。
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3.误差的分类：
1）、 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多
次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
2）、 随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量 进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
为真值 为标准差
f ( x)为x的分布函数
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f(x)
标准差表示测量值的离散程度
С ´ó x
标准差小：表示测得值很密集，随机误差分布范围窄，测量的精密度高； 标准差大：表示测得值很分散，随机误差分布范围宽，测量的精密度低。
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任意一次测量值落入区间 [ , 概率] 为
精度是误差理论中的说法，与测量不确定度是不同的概念误差理 论中，精度定量的特征可用目前的测量不确定度（对测量结果而 言）和极限误差（对测量仪器仪表）来表示。对测量而言，精 密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确 度高的准确度与精密度都高，精度是精确度的简称。目前，不提 倡精度的说法。
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培养实验能力
1、 借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器； 运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断； 2、正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，说明
实验结果，撰写合格的实验报告；
3、能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验。
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提高实验素养
1、培养理论联系实际和实事求是的科学作风； 2、严肃认真的工作态度； 3、主动研究和创新的探索精神； 4、遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
3）、 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。
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4、 产生原因：
系统误差： 如仪器误差，方法误差，人员误差 随机误差： 如实验条件和环境因素的起伏，估读数的
偏差，测量对象的不稳定
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5、系统误差的处理
①已定系统误差：设法消除，或修正 测量结果 = 测得值(或其平均值)-已定系统误差
（如电表、螺旋测微计的零位误差；伏安法测电阻时电表内阻 引起的误差）
绪论
物理实验的地位和作用 测量误差和不确定度 实验数据的处理
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一、பைடு நூலகம்位和作用
物理学是实验的科学，实验物理和理论物理是构 成物理学研究的两大支柱。 大学物理实验 1、是一门独立的必修基础课 。 2、是同学们进入大学以后受到系统实验方法训 练和实验技能训练的开端。 3、是工科学生进行其它实验和毕业工作后进行 科研活动的基础。
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物理实验课程不同于一般的探索性的科学实验 研究，每个实验题目都经过精心设计、安排，可 使同学获得基本的实验知识，在实验方法和实验 技能诸方面得到较为系统、严格的训练，是大学 里从事科学实验的起步，同时在培养科学工作者 的良好素质及科学世界观方面，物理实验课程也 会起着潜移默化的作用。
希望同学们能重视这门课程的学习，真正能学 有所得。
3.精确度： 是对测量结果中系统误差和偶然误差大小的综合评价。精确 度高是表示在多次测量中，数据比较集中，且逼近真值，即测量结果中 的系统误差和偶然误差都比较小。
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四、精度：
精度细分为：
准确度：系统误差对测量结果的影响。 精密度：随机误差对测量结果的影响。 精确度：系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。
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第一节 测量与误差
一、测量
测量就是借助一定的仪器或量具，通过一
定的实验方法来实现标准量与待测量的比较。
1.直接测量
被测量与标准量相比较而得出测量结果
2.间接测量
利用被测量之间的函数关系，通过计算而得出测量结果 11
例：
测量铜柱的密度时，我们可以用米尺量出它的高h 和直径d，
算出体积
V d 2 h
②未定系统误差：估计其限值，归入B类不确定度参与 对测量结果的评价（如仪器误差）
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6、随机误差的处理
随机误差的特点：
小误差出现的概率大；大误差出现的概率小 ② 无穷多次测量时服从正态分布； ③ 正、负误差对称分布； 具有抵偿性（取多次测量的平均值有利于消减随机误差。）
sx
2
xi x n 1
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四、学习程序
第一：课前预习 （完成实验预习报告）
第二：课堂操作 （完成实验数据的测量）
第三：课后总结 （完成实验报告）
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预习报告要求：
1.实验名称 2.实验目的 3.仪器用具 4.实验原理 5.实验步骤 6.数据记录表格
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实验报告要求：
1.实验名称 2.实验目的 3.仪器用具 4.实验原理 5.实验步骤 6.数据记录表格 7.数据处理及误差分析 8.思考题
P f xdx 0.683
f(x)

x
这个概率叫置信概率，也称为置信度。
对应的区间叫置信区间，表示为 x
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处理方法： ①取多次测量的平均值为测量结果的最佳估计值 ②研究其分布，找出其特征值，归入A类不确定度
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三、对误差大小的评价
实验中常用精密度、准确度和精确度来评价实验结果中误差的大小。这 三个概念的涵义不同，应加以区别。
1.精密度： 表示测量结果中偶然误差大小的程度。精密度高是指在多次 测量中，数据的离散性小，偶然误差小。
2.准确度： 表示测量结果中系统误差大小的程度。准确度高表示多次测 量数据的平均值偏离真值的程度小，系统误差小。
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然后用天平称出它的质量M，算出密度


M V

4M
d 2h
这里，我们说铜柱的高 h、直径 d 和质量 M 是直接测得量， 体积V 和密度ρ是间接测得量。
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二、误差
误差的基本概念：
1.误差的定义：误差＝测得值－真值；
因此，误差是一个值，数学上就是坐标轴上的一个点，是具有正负 号的一个数值。
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二、课时安排：
大学物理实验本学期总学时数为21学时 ，共7次课， 除本次绪论课外，6个仿真实验项目。
实验一、长度测量 实验二、气垫上的直线运动 实验三、单透镜实验 实验四、示波器的使用 实验五、光学设计实验 实验六、热敏电阻
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三、教学目的：
学习实验知识 培养实验能力 提高实验素养
学习实验知识
通过对实验现象的观察、分析和对物理 量的测量，学习物理实验知识和设计思想， 掌握和理解物理理论。