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確定儀器讀數(shù)誤差位的兩種方法湖北棗陽二中 王玉梅 在高中物理實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于儀器讀數(shù)有效位的確定問題,很多同學(xué)無所適從,跟著感覺走,沒有一個(gè)指導(dǎo)性方法。有的同學(xué)認(rèn)為讀數(shù)要讀到儀器最小分度的下一位。這種說法是不科學(xué)的,是錯(cuò)誤的。按照有效數(shù)字的概念,有效數(shù)字的最后一位是有誤差的,因此讀數(shù)的規(guī)則是:讀到誤差位。即有效數(shù)字的最后一位和誤差所在的一位,必須在同一數(shù)位上。這是考慮有效數(shù)字的依據(jù)。那么怎樣確定哪一位才是準(zhǔn)確的誤差位呢?下面推薦兩種確定誤差位的有效方法。一 儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)確定法在讀取數(shù)據(jù)時(shí),哪一位數(shù)字出現(xiàn)誤差是由測(cè)量儀器本身所決定的。例如準(zhǔn)確度等級(jí)為2.5級(jí)的安培表和伏特表,即在正常使用的條件下,最大的絕對(duì)誤差不超過滿刻度的2.5%。比如使用量程為0.6A的安培表,最大誤差為0.62.5%(A)=0.015A,誤差出現(xiàn)在安培的百分位上;使用量程為3A的安培表,最大誤差為32.5%(A)=0.075A,誤差也出現(xiàn)在安培的百分位。同理量程為3伏的伏特表,最大誤差為32.5%(V)=0.075V,誤差出現(xiàn)在伏特的百分位上;而用量程為15伏時(shí)最大誤差為152.5%(V)=0.375V,誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上。例1 型號(hào)為J0407,等級(jí)誤差為2.5%的安培表使用量程為0.6A時(shí),如圖所示,該表的讀數(shù)為多少?解析:指針指在0.22A和0.24A之間。其等級(jí)誤差為2.5%,此表的誤差位應(yīng)在百分位上。此時(shí)若讀作0.225A或0.226A就錯(cuò)了。因?yàn)樵诎俜治簧弦呀?jīng)出現(xiàn)誤差,所以可以讀作 0.23A。從而保證讀到誤差位的原則。另外,此類讀數(shù)若估讀,以估讀最小分度半小格為宜。在本題中,當(dāng)指針指在0.22A和0.24A正中間或接近正中間位置時(shí),讀作0.23A;當(dāng)指針指在0.22A和0.24A之間且靠近0.22A位置時(shí),讀作0.22A;當(dāng)指針指在0.22A和0.24A之間且靠近0.24A位置時(shí),讀作0.24A。若讀到安培的千分位,就沒有意義了。 二 儀器最小分度的半值確定法在不知道儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)時(shí),應(yīng)該怎樣確定誤差位呢?筆者發(fā)現(xiàn)中學(xué)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量儀器中(除天平,歐姆表外),一般都可以用一個(gè)規(guī)律來確定讀數(shù)的誤差位。即找出儀器刻度的最小分度,然后除以2,在所得數(shù)據(jù)的小數(shù)部分中,第一個(gè)不是零的數(shù)所在的分位剛好與測(cè)量儀器的誤差位在同一數(shù)量級(jí)上,可立即知道誤差位。如10分度的游標(biāo)卡尺,當(dāng)主尺零刻線與游標(biāo)尺零刻線正對(duì)時(shí),主尺的第一條刻線與游標(biāo)尺的第一條刻線相差0.1毫米,可認(rèn)為最小分度是0.1毫米,除以2為0.05毫米。即誤差位出現(xiàn)在毫米的百分位上。同理20分度的游標(biāo)卡尺,可認(rèn)為最小分度是0.05毫米,除以2為0.025毫米。即誤差位出現(xiàn)在毫米的百分位上。50分度的游標(biāo)卡尺,可認(rèn)為最小分度是0.02毫米,除以2為0.01毫米。即誤差位出現(xiàn)在毫米的百分位上。螺旋測(cè)微器最小分度是0.01毫米,除以2為0.005毫米。即誤差位出現(xiàn)在毫米的千分位上。量程為0.6A的安培表,最小分度是0.02A, 除以2為0.01A,誤差出現(xiàn)在安培的百分位上。量程為3伏的伏特表,最小分度是0.1V, 除以2為0.05V,誤差出現(xiàn)在伏特的百分位上。12345U(V)0.811.121.71.892.51I(A)0.160.2420.3380.380.504例2 用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,按實(shí)驗(yàn)要求選用的電壓表最小分度為0.1V,電流表最小分度為0.02A。某學(xué)生記錄的各組數(shù)據(jù)如下表所示:在這五組數(shù)據(jù)中,有效數(shù)字不符合要求的是第-組。 解析:電壓表最小分度為0.1V,由半值法可知誤差位應(yīng)在百分位上。1.7V保留在十分
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