大学物理实验—误差处理(精选)
实验误差与数据处理大学物理实验详解
7.测量值与不确定x) （单位）
Ur
u(x) x
100%
测量值与不确定度、相对不确定度需要修正
结果正确表示举例
测测量量值值y 不不确确定定度度u u(y()y) 修修正正u u(y()y) 正正确确表表示示
131.34.24626 131.34.24323 131.34.242 131.34.4
11.37
11.37
三、数据分析
1.测量总是伴随着误差 2.实验误差分类（实验采用不确定度反映误差）
➢绝对误差 x x x0 x 测量值, x0真值
➢ 相对误差
Er
x
x0
100 %
在实验中, x0是测量的目标， x0和这两项误差难以
获得。
3.不确定度（uncertainty）—— u
不确定度是表征被测量真值在某个量值范围的 一个评定，是评价测量结果的一个参数。
掌握
二、数据处理
（3）函数运算：
乘方、开方、三角函数、自然对数等函数的有效位数 与自变量的有效位数相同。（角度为60进制，20°6′应视 为20°06′，有四位有效数字。Sin 20°06′=0.3436）
（4）混合运算：
按各步骤对应的运算方法逐步进行。
(11.37-10.52) 275 = 0.85 275 =2 1 掌握
1
2
3
4
5
mi（g） 187.92 187.24 187.55 187.19 187.31
mi m 0.48 -0.20 0.11 -0.15 -0.13
数据处理：
算术平均值：
m
1 5
5 i 1
mi
187 .44(g)
A类不确定度：uA (m)
大学物理实验—误差及数据处理
误差及数据处理物理实验离不开测量，数据测完后不进行处理，就难以判断实验效果，所以实验数据处理是物理实验非常重要的环节。
这节课我们学习误差及数据处理的知识。
数据处理及误差分析的内容很多，不可能在一两次学习中就完全掌握，因此希望大家首先对其基本内容做初步了解，然后在具体实验中通过实际运用加以掌握。
一、测量与误差1. 测量概念：将待测量与被选作为标准单位的物理量进行比较，其倍数即为物理量的测量值。
测量值：数值+单位。
分类：按方法可分为直接测量和间接测量；按条件可分为等精度测量和非等精度测量。
直接测量：可以用量具或仪表直接读出测量值的测量，如测量长度、时间等。
间接测量：利用直接测量的物理量与待测量之间的已知函数关系，通过计算而得到待测量的结果。
例如，要测量长方体的体积，可先直接测出长方体的长、宽和高的值，然后通过计算得出长方体的体积。
等精度测量：是指在测量条件完全相同（即同一观察者、同一仪器、同一方法和同一环境）情况下的重复测量。
非等精度测量：在测量条件不同（如观察者不同、或仪器改变、或方法改变，或环境变化）的情况下对同一物理量的重复测量。
2.误差真值A：我们把待测物理量的客观真实数值称为真值。
一般来说，真值仅是一个理想的概念。
实际测量中，一般只能根据测量值确定测量的最佳值，通常取多次重复测量的平均值作为最佳值。
误差ε：测量值与真值之间的差异。
误差可用绝对误差表示，也可用相对误差表示。
绝对误差＝测量值－真值，反应了测量值偏离真值的大小和方向。
为了全面评价测量的优劣, 还需考虑被测量本身的大小。
绝对误差有时不能完全体现测量的优劣, 常用“相对误差”来表征测量优劣。
相对误差＝绝对误差/测量的最佳值×100%分类：误差产生的原因是多方面的，根据误差的来源和性质的不同，可将其分为系统误差和随机误差两类。
（1）系统误差在相同条件下，多次测量同一物理量时，误差的大小和符号保持恒定，或按规律变化，这类误差称为系统误差。
物理实验中的误差分析和数据处理
物理实验中的误差分析和数据处理在物理实验中，误差分析和数据处理是不可避免的步骤。
只有经过正确的误差分析和数据处理，才能得到准确可靠的实验结果，否则得到的结果可能会出现较大误差。
一、误差的分类误差可以分为系统误差和随机误差。
系统误差指的是在一定条件下所引起的不可避免的误差，例如仪器本身的误差、环境因素的影响等。
系统误差是可以准确量测的，但不能除去。
随机误差指的是对同一量的多次测定，所得结果之间的差异。
随机误差是由测量方法、人为因素、环境因素等引起的，并且无法准确量测。
但是，可以通过多次实验来减小随机误差。
二、误差的处理对于系统误差，需要在实验开始前进行检测和校正，减小系统误差的影响。
而对于随机误差，则需要通过数据处理来减小误差的影响。
1. 多次实验法多次实验法是减小随机误差的有效方法。
通过多次实验，可以得到多组数据，然后求出平均值，平均值时随机误差的影响逐渐减小，所以平均值相对准确。
2. 标准差在多次实验得到数据的基础上，要求出这些数据的平均值和标准差。
标准差可以反映测量数据的离散程度。
标准差越小，数据就越稳定。
标准差表示如下：$s=\sqrt{\dfrac{\sum\limits_{i=1}^N(x_i-\bar{x})^2}{N-1}}$其中，$s$表示标准差，$x_i$表示第$i$次测量的数值，$\bar{x}$表示测定数值的平均值，$N$为多次测量得到的数据总数。
3. 实验误差实验误差是由于实验方法的局限性和人的主观因素而产生的误差。
正确处理实验误差，需要选择合理的实验方法并进行多次实验，及时发现和排除主观因素的影响。
4. 其他误差处理方法除了上述方法外，还有其他误差处理方法，例如引入放大器或稳压器等仪器来减少系统误差的影响。
在进行测量时，也可以采用先进的传感器和自动控制系统，来减少实验误差的影响。
三、数据处理数据处理是对实验数据进行整理和分析，以达到正确的实验结果。
常见的数据处理方法包括：1. 直线拟合法直线拟合法是利用最小二乘法，将测得的离散数据拟合成一条直线，从而得到数据的规律性。
物理实验技术中常见误差及其校正方法
物理实验技术中常见误差及其校正方法物理实验是科学研究中不可或缺的一部分，它通过观察和测量来获取数据，以验证或推翻某个理论。
然而，由于各种因素的干扰，实验数据往往会受到一定的误差影响。
了解这些误差的来源和如何进行校正，对于获得准确的实验结果具有重要意义。
一、仪器误差在物理实验中，仪器本身的不完善性会导致测量结果的误差。
例如，仪器的刻度不准确、灵敏度不同或存在零点漂移等。
这些误差通常被称为系统误差，能够通过校正来减小或消除。
首先，刻度误差是指仪器刻度与实际测量值之间的差异。
为了减小这种误差，可以采用两点或多点校正方法。
两点校正是通过在仪器上选择两个已知数值的标准样本进行测量，然后根据实际测量值与标准样本值之间的差异，建立一个修正因子来校正后续的测量结果。
多点校正则是根据多个已知数值的标准样本进行类似的操作，以提高校正的准确性。
其次，对于灵敏度不同的仪器，可以采用适当的放大或减小信号的方式来进行校正。
例如，如果测量信号过小，可以将其放大到适合仪器尺度的范围内，以提高测量精度。
类似地，如果测量信号过大，可以采用适当的滤波或分频措施，将信号缩小到可测范围内，以获得准确的结果。
最后，零点漂移是指仪器读数在无输入信号时的偏差。
为了校正零点漂移，可以在实验中采用零点校准操作，即将测量仪器连接到一个已知零点的参考信号上，并将仪器读数调零。
这样，在后续实验中，可以保证仪器的读数在无输入信号时为零。
二、环境误差在物理实验中，环境因素如温度、湿度和压力等变化也可能引起误差。
这些误差被称为环境误差，可以通过采取适当的措施来消除或减小。
首先，温度的变化会导致仪器的灵敏度发生变化，从而影响测量结果。
为了消除这种误差，可以在实验室中保持稳定的温度控制环境，并将仪器进行定期的温度校准。
此外，可以使用温度补偿器件，如热敏电阻或温度传感器，来校正因温度变化引起的误差。
其次，湿度的变化可能导致仪器或样本的体积发生变化，从而引起测量结果的误差。
物理实验技术中的常见误差及排除方法
物理实验技术中的常见误差及排除方法在进行物理实验时，我们往往会遇到各种测量误差，这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
因此，了解和排除这些常见误差对于保证实验结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将介绍物理实验技术中常见的误差类型以及相应的排除方法。
一、随机误差随机误差是由不可避免的偶然因素引起的，它的出现是由于实验条件、测量仪器的性能等方面的影响。
随机误差的出现会导致不同测量值的分散，使实验结果无法完全重复，因此我们需要采取一些措施来减小其影响。
1.重复测量法：通过多次测量同一物理量，并求平均值，可以大大降低随机误差的影响。
2.改善实验条件：尽量保持实验环境的稳定性，如控制温度、湿度等因素，以减小误差的出现。
3.合理选择测量仪器：选用精度高、性能稳定的测量仪器，可以有效减小随机误差。
二、系统误差系统误差是由于实验条件或测量仪器的固有特性引起的，这类误差通常会导致一系列测量值偏离了真值。
要排除系统误差，我们可以采取以下措施。
1.零点校正：在实验前，先将测量仪器置于待测量状态，并进行零点调整，以减小系统误差。
2.仪器校准：对测量仪器进行定期校准，确保其准确性和精度，以减小系统误差。
3.消除固定偏差：对于已知存在的固定偏差，可通过数学处理或附加校正装置进行修正。
三、人为误差人为误差是由操作者的不熟练、不规范的实验操作等因素引起的。
为了排除人为误差的影响，我们应该注意以下几点。
1.熟悉实验流程：在进行实验之前，应该详细了解实验的流程和注意事项，并熟悉实验操作的每个步骤。
2.规范操作步骤：严格按照实验操作规范进行操作，尽量减少不必要的误差。
3.多人协作：在一些复杂实验中，可以多人协作进行，相互检查、协调，以减小人为误差。
四、测量仪器误差测量仪器本身的误差也会对实验结果产生一定的影响。
为了减小仪器误差，我们可以采取以下方法。
1.选择合适的测量仪器：根据实验需求，选择与所需测量范围相适应的测量仪器，以减小仪器误差。
物理实验技术中的常见误差与校正方法
物理实验技术中的常见误差与校正方法导言物理实验中，我们经常会遇到各种测量误差。
这些误差可能来自于实验仪器的精度限制、环境条件的变化以及实验者的技术操作等方面。
为了提高实验结果的准确性，我们需要了解这些常见误差，并且掌握相应的校正方法。
本文将从实验装置、测量仪器、环境影响、人为误差以及数据处理等几个方面来介绍物理实验中的常见误差和校正方法。
实验装置的误差与校正实验装置的误差往往是实验结果的一大来源。
例如，在天平实验中，天平的零点偏移会导致实验结果的偏差。
为了校正这种误差，我们可以在开始测量之前进行零点校准，即将天平的示数调至零位。
在使用光栅光谱仪进行实验时，尤其需要注意仪器的角度误差。
调整仪器时，需要确保入射光束方向与光栅平行，并且要调整好观察屏幕的位置，以避免光谱图像的扭曲。
此外，在分辨率较高的光谱仪上，由于光的散射，也可能会引入误差，此时可以使用光敏电池调整入射光的强度，以最小化散射的影响。
测量仪器的误差与校正测量仪器本身的误差是另一个常见的源头。
例如，在测量长度时，尺子的刻度可能存在固定误差。
为了减小这种误差，我们可以使用更精确的测量工具，如卡尺或显微镜。
此外，还可以通过多次测量并取平均值的方法，来降低随机误差的影响。
在使用天文望远镜进行观测时，由于大气折射的影响，星体的位置会发生一定的偏移。
为了校正这种误差，可以通过观测多个天体并利用实时红移效应进行位置修正。
同时，还可以通过控制观测环境的温度、湿度等参数，以减小大气折射的影响。
环境影响的误差与校正实验环境的变化也会对实验结果产生误差。
例如，在声波实验中，温度的变化会导致声速的波动，进而影响实验结果。
为了校正这种误差，可以通过在实验室中保持恒温的方式，来减小温度的影响。
在电路实验中，环境中的电磁干扰可能会导致电流和电压的测量值出现误差。
为了避免这种影响，可以使用屏蔽器将电路与外界隔离，并且使用低噪声的电子器件进行测量。
人为误差与校正实验者的技术操作也会引入误差。
大学物理实验报告数据处理及误差分析
大学物理实验报告数据处理及误差分析
篇一：大学物理实验1误差分析
云南大学软件学院实验报告
课程：大学物理实验学期：2014-2015学年第一学期任课教师：
专业：
学号：
姓名：
成绩：
实验1误差分析
一、实验目的
1.测量数据的误差分析及其处理。
二、实验内容
1．推导出满足测量要求的表达式，即v0?f(?)的表达式；
二、误差与偏差
1．真值与误差
任何一个物理量，在一定的条件下，都具有确定的量值，这是客观存在的，这个客观存在的量值称为该物理量的真值。测量的目的就是要力图得到被测量的真值。我们把测量值与真值之差称为测量的绝对误差。设被测量的真值为χ0，测量值为χ，则绝对误差ε为
ε = χ – χ0（1）
由于误差不可避免，故真值往往是得不到的。所以绝对误差的的概念只有理论上的价值。
2．最佳值与偏差
在实际测量中，为了减小误差，常常对某一物理量x进行多次等精度测量，得到一系列测量值x1，x2，…，xn，则测量结果的算术平均值为
1??2n
n1ni（2）ni?1
算术平均值并非真值，但它比任一次测量值的可靠性都要高。系统误差忽略不计时的算术平均值可作为最佳值，称为近真值。我们把测量值与算术平均值之差称为偏差（或残差）：
误差处理
物理实验的任务，不仅仅是定性地观察物理现象，也需要对物理量进行定量测量，并找出各物理量之间的内在联系。
由于测量原理的局限性或近似性、测量方法的不完善、测量仪器的精度限制、测量环境的不理想以及测量者的实验技能等诸多因素的影响，所有测量都只能做到相对准确。随着科学技术的不断发展，人们的实验知识、手段、经验和技巧不断提高，测量误差被控制得越来越小，但是绝对不可能使误差降为零。因此，作为一个测量结果，不仅应该给出被测对象的量值和单位，而且还必须对量值的可靠性做出评价，一个没有误差评定的测量结果是没有价值的。
大学物理实验测量误差及数据处理
公选课： 专利与发明创造
知识经济
本课内容：
呼唤专利
建立专利意识 探寻创意来源 掌握申请方法
实验三环节
1. 预习
预习--操作--数据处理
（报告样本）
简述主要内容、过程及注意事项；推导相关公式； 画出流程图、线路图、光路图及装置示意图等
专栏专用，可附页
设计数据记录表（其中一份为草稿）
1 n 1 可求平均值 x x i ( x1 x2 ... xn ) n i 1 n
x 是 x i 的最佳估计值 因为多次测量的平均值接近真值，我们 就以平均值代替真值
3.3.2 平均值的实验标准差
S( x) S ( xi ) n
(x
i 1
3.5 合成不确定度 3.5.1 在A、B两类不确定度分别计算、且互不相关时， 合成不确定度Uc（x）
2 2 2 uc ( x ) s(2x ) uB s ( x) 仪 ( x)
3.5.2 我们的实验中采用合成不确定度uｃ(不采用扩展 不确定度U).
3.53 要完整地评价测量结果，除近真值和不确 定度的数值外还应给出其分布、有效自由度、 置信概率等参量。学生实验中暂不作要求。
大学物理实验绪论
汪仕元 1355 888 6954 821815208@
前
人类知识分两类:
自然科学分两类:
言
社会人文学 自然科学
物理学 数学
物理学分两类:
理论物理
应用物理
物理实验是物理学的基础
实验生发理论 奥斯特做电学实验时发现电流的磁效应 伽利略从单摆实验中找到了等时性
实验检验理论 比萨斜塔抛物实验检出重物快落理论之谬 迈克尔逊干涉实验否定了以太理论证实了相对论