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测量误差与数据处理:系统与随机误差的探讨
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更新于2024-06-28
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本资源是一份关于"测量误差与数据处理"的PPT文档,共有36页,主要探讨了测量中的误差分类和处理方法。首先,测量误差分为系统误差和随机(偶然)误差。系统误差源于公式与定律的不精确、仪器缺陷或操作者的习惯性错误,这类误差通常是可以修正的,通过改进仪器或纠正操作来减小其影响。随机误差则是由众多不稳定因素引起的,虽然每次测量可能变化,但随着测量次数增加,它们遵循正态分布,算术平均值通常是最接近真实值的估计。 随机误差的统计规律在测量中具有重要性,特别是在处理大量数据时。例如,偏差定义为测量值与算术平均值之间的差异,标准误差则用于理论分析,而实际误差估算通常采用偏差,如贝塞尔公式计算各测量值的标准偏差。 对于仪器的准确度评估,通常通过给出准确度级别来确定其测量误差范围,如有效数字的确定。有效数字的确定不仅考虑可靠数字的数量,还包括可疑数字,例如,机械秒表或数字仪表的有效数字与其最小分度值直接相关。间接测量中,算术平均值和合成不确定度是关键概念,它们反映了测量结果的精确性和不确定性。 此外,文档还提到了拉力与伸长量的关系,其中不确定度用来衡量测量结果的可信程度,它给出了测量结果在一个特定范围内的可能性,这个范围体现了真值落在其中的概率。测量不确定度对于评价测量的可靠性至关重要,因为它不仅提供了测量结果的最佳估计值,而且还揭示了测量误差的影响程度。 对于某些类型的仪器,如不能连续读数的设备,其不确定度的处理更为复杂,因为测量过程中可能存在非连续变化。这份文档深入讲解了如何理解和处理测量过程中的误差,是进行精密测量和数据分析时的重要参考材料。
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(2)给出仪器的准确度级别,然后算出 。
有效数字由可靠的几位数字加上一位可疑数字组
表示在[ ] 范围内包含真
在取3位、4位、5位和6位有效数字时
其最小分度为仪器误差限,如机械秒表、数字仪表等。
不确定度,用uA表示。
有效数字的最后一位虽然是可疑的有误差的,
8554取4位有效数字为4.
各次测量值xi与算术平均值 之差称为该次测量的偏差(或残差),即
间接测量的算术平均值与合成不确定度由直接测量
不确定度是与测量结果联系在一
内伸长量x与拉力F 满足F=kx关系。
测量不确定度的意思为测量结果的可疑程度,反映测量平均值附近的一个范围,真值以一定的概率落在其中。
表示在[ ] 范围内包含真
从统计意义来说,算术平均值 比每一测量值更接
不能连续读数或指针跳跃式移动的仪器,
§2-2测量不确定度简介
测量不但要得到被测量的最佳估计值,而且要对
其可靠性作出评价。不确定度是与测量结果联系在一
起的一种参数,用来表示因测量误差的存在而对测量
结果不能肯定的程度。任何测量结果都存在着不确定
度,因此对一个测量结果来说,不仅要指出其测量值
的大小,还要指出其测量结果的不确定度,以表示测
量结果的可信赖程度。不确定度小,测量结果可信赖
程度高;不确定度大,测量结果可信赖程度低。
不确定度——是指被测量的真值以一定的概
率落在某一量值范围的综合误差指标。
测量不确定度的意思为测量结果的可疑程度,反映测
量平均值附近的一个范围,真值以一定的概率落在其
中。
第7页,共36页。
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误差与不确定度的区别:
误差定义为测量值与真值之差,真值不可知,则
误差也就无法知道。虽然通过估算,可以得到标准偏
差等量,但它们并不能表示测量结果误差数值的大小
,只是表示测量结果的不确定性,与误差的定义不
同。
不确定度是可观测量,误差是不可观测量。
测量不确定度按评定方法的不同分为两大类
A类分量u
A
凡是可以通过统计方法计算的不确定度称为A类
不确定度,用u
A
表示。
第8页,共36页。
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