热敏电阻和热电偶温差电势的测量课件

第二部分：误差理论及实验数据结果表达第一部分：物理实验课的基本程序第三部分：其他常用的数据处理方法

物理实验课的基本程序如何上好一堂实验课大学物理实验课程的教学主要由三个环节构成：为了在规定时间内高质量地完成实验，作好实验前的预习是基础。1.实验前的预习

认真阅读教材和有关参考书，弄清实验原理、方法和实验目的，充分了解实验的理论依据和条件。实验前的预习应做到以下几点：写出预习报告。内容包括如下几方面：①实验名称；②实验目的；③实验仪器(型号、规格等)；④实验原理：在理解的基础上，用简短的文字扼要阐述实验原理，切忌照抄。包含主要原理公式及简要说明，画出必要的原理图、电路图或光路图；⑤列出记录实验数据的“原始数据的记录表格”。（在实验报告最后一页）没有预习并写好预习报告者，老师有权停止其实验或实验成绩降一档！如实记录实验数据和现象；原始数据是指从仪器上直接读出而未经整理的数据，它是以后计算和分析问题的依据，在实际工作中则是宝贵的资料。应当一开始就记录在正式的记录纸上。记录的内容包括：日期、时间、地点、室温、气压、仪器编号、名称及规格、原始数据及有关现象。原始数据必须给教师审阅后签字！离开实验室前，要整理好所用的实验仪器，做好清洁工作。等精度测量----如果同一观察者在相同环境下，用同一种测试方法和同一台仪器进行多次测量，此时可以认为每一次的测量精度都相同，称作等精度测量。不等精度测量----如果在测试中有某一条件不同，则称作不等精度测量等精度测量与不等精度测量的关系:等精度测量强调每次测量条件相同（仪器、方法、环境等）,具有相对意义，且数据处理方法不同。实验过程中，尽可能做到等精度测量：3、实验后写实验报告实验报告是实验工作的总结，是学生实验成果的书面反映，要求文字通顺、字迹端正、图表规范、数据完备和结果正确。要养成在实验操作后在预习报告的基础上尽早写出实验报告的习惯，即对原始数据进行处理和分析，得出实验结果并进行不确定度评估和讨论。数据处理与计算和总结此部分在实验后进行，紧接着“实验原理”写：实验内容与步骤：重点写出“做什么，怎么做”。实验数据记录及处理：（1）重新画正式数据的表格（与“原始数据的记录表格”不同应规范合理）（2）作图、计算结果和不确定度估算。（3）结果：按标准形式写出实验结果(测量值、不确定度和单位)，在必要时注明实验条件。实验评分三个修约有效数字：四舍六入五凑偶，5后非零则进1，5后全零凑成偶。不确定度：首位数，保留一位有效数字；首位数，保留两位有效数字；末位数只进不舍相对不确定度（和百分差）：首位数，保留一位有效数字；首位数，保留两位有效数字；末位数只进不舍测量结果表述式：（单位）注意：末位对齐次数12345平均铜棒d（mm）3.9843.9853.9963.9893.9813.987例2间接测量量不确定度的估算

Ｎ的不确定度Ｎ的相对不确定度当函数中各量间是乘除关系时，利用相对不确定度传递公式计算方便。（5）（6）间接测量结果表示式的计算过程:1、求出各直接测量量x，y，···真值的最佳估值3、间接测量量的最佳估值：5、间接测量的结果表示式：(单位)备注（1）：前3步中得出的为中间结果，尽可能多保留有效数字。（2）：每一步都要列出公式、代入数据、中间结果、最终结果4、根据函数关系，按（5）或（6）求2、按(1)式求出各直接测量量x，y，···的A类不确定度按(2)式求出各直接测量量x，y，···的B类不确定度，按(3)式求出各直接测量量x，y，···的的合成不确定度；有效数字的概念测量值存在误差是不可避免的，因而测量值包含了准确数字和欠准数字。我们将准确数字和欠准数字总称为有效数字。在大学物理实验中，通常只取一位欠准数字。因此有效数字由若干位准确数字和一位欠准数字组成。有效数字不仅反映了待测量的大小，正确书写的有效数字还可以反映测量的精确程度。例如：用不同精度的量具测同一物体的长度。有效数字多一位,相对不确定度值几乎小一个数量级,测量准确度高。用游标卡尺测量:

L=46.00mm,Δ仪=

0.02mm,

Er=0.026%Er=0.13%Er=0.006%用钢直尺测量：L=46.0mm,Δ仪=

0.1mm,用千分尺测量:

L=46.000mm,Δ仪=

0.004mm,（3）有效数字位数的多少与测量方法有关。（4）有效数字位数与小数点的位置、与单位无关。例如：4.60cm0.0460m46.0mm（5）

测量结果第一位非零数字前的“0”不属于有效数字，测量结果第一位非零数字后的“0”都是有效数字.0.0125m=1.25cm1.0900cm≠1.09cm8.88m=8880mm?2.采用科学记数法.科学记数法:a×10n(单位）a小数点前只取一位，再乘以10的幂次。8.88m=8.88×103mm80.30g=0.0803kg?=80300mg?80.30g=8.030×101g=8.030×104mg=8.030×10-2kg(3)测量结果尾数的修约规则根据GB8017-87规定的数值修约规则，测量结果尾数的修约原则是：四舍六入五凑偶，5后非零则进1，5后全零凑成偶。6.28271取4位有效数字为2.4352取3位有效数字为17.405取4位有效数字为17.415取4位有效数字为6.2834.有效数字的运算法则运算结果的有效数字的位数，只要求出不确定度，就可以确定出来。在不求不确定度时，按以下粗略的方法来确定。(1)加减运算规则：几个数相加减时，结果的末位与各数末位数中数量级最大的那一位对齐。10+1=11100+10+1=?欠准数字(2)乘除运算规则：几个数相乘除时，结果的有效数字位数与各数中有效数字位数最少的相同。例如：欠准数字(4)函数运算a.对数函数.对数函数运算后的尾数与真数的位数相同.例如:lg1.855=0.268343914,取成0.2683lg1855=3.268343914,取成3.2683b.指数函数指数函数运算后的位数与指数小数点后的位数相同(包括紧接小数点后的零在内)例如:106.25=1778279.41,取成1.8×106

100.0045=1.0104155,取成1.010(3)测量结果尾数的修约规则根据GB8017-87规定的数值修约规则，测量结果尾数的修约原则是：四舍六入五凑偶，5后非零则进1，5后全零凑成偶。6.28271取4位有效数字为2.4352取3位有效数字为17.405取4位有效数字为17.415取4位有效数字为6.283不确定度、相对不确定度和百分差不确定度反映了测量平均值偏离真值的可能范围。（1）不确定度50000.0510000.01收益率？例：某人需借钱50000.05元0.30001%0.40001%0.31%0.5%0.39001%0.40%0.4%（2.1）测量结果的相对不确定度表示法为全面评价测量结果的优劣,还应考虑被测量量大小,故引入相对不确定度,Er。如待测物理量有公认值或理论值，可用百分差来表示测量的优劣，的定义为：百分差不表示测量结果的统计意义百分差的修约规则与相对不确定度的相同。(2.2)百分差测量结果可以表述为：

Ｎｘ＝Ｎ±U

单位（P）测量值测量不确定度不同精度的量具的仪器误差用游标卡尺测量:

Δ仪=

0.02mm用钢直尺测量：Δ仪=

0.1mm用千分尺测量:

Δ仪=

0.004mm分光计测量:

Δ仪=

1分次数12345平均铜棒d（mm）3.9843.9853.9963.9893.9813.9872、测量金属棒电阻率的数据表格R1=R2=104(Ω)金属L(mm)＋/－Rs(Ω)R(Ω)(Ω)(10-3)(mm)(10-8)铜200＋0.1119.88119.831.19833.9877.4765－0.1119.78例2注意：Rx的相对不确定度可由书中查出为求偏导数：；求偏导数：举例----测钢丝直径1、确定坐标轴习惯以横轴表示自变量，以纵轴表示因变量。在轴的端部表明其所代表的物理量的名称符号及其单位。2、合理确定坐标分度应保证图上实验点的坐标读数的有效数字位数不损失。容易读出图上实验点的坐标读数，用1、2、5进行分度.坐标原点不一定零开始。3、标出实验点用削尖的铅笔以“+”、“×”、

“⊙”等记号标实验点。同一图上化几条图线时，每条图线要用不同的符号标记。4、连接实验曲线用直尺、曲线板等工具连线。图线应细而光滑。在连线时，尽可能通过较多的点，不在线上的各点应均匀分布在紧靠图线两侧。弹簧伸长L与受力F的关系

（No。5焦利秤）5、图注和说明在图纸的明显的位置写出图名和实验条件。弹簧伸长L与受力F的关系

（No。5焦利秤）在直线上所选两点用不同的标号标出。这两点应在实验范围内