測量不確定度與數(shù)據(jù)處理方法

1、主要來源 ：儀器誤差 實(shí)驗(yàn)原理（方法）誤差 個(gè)人誤差與環(huán)境誤差例：伏安法測電阻，電流表內(nèi)阻帶來的誤差 原式 修正式VIR已定系統(tǒng)誤差未定系統(tǒng)誤差符號(hào)和絕對(duì)值已經(jīng)確定的系統(tǒng)誤差符號(hào)和絕對(duì)值未經(jīng)確定的系統(tǒng)誤差（可消除、修正或降低影響）IVR IRIVR（可估計(jì)其誤差限）niixnx11 22221ey 絕對(duì)誤差：xxi 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差： niinxx121xx,Y()-+正態(tài)分布單 峰 性 對(duì) 稱 性 有 界 性 補(bǔ) 償 性xnxx 對(duì)同一被測量每作有限的 n 次測量時(shí)，算術(shù)平均值 會(huì)有變化， 也是隨機(jī)變量，服從正態(tài)分布，可用 表征 的離散程度。 xxx 由于觀測者未正確地使用儀器、觀察錯(cuò)誤或記錄錯(cuò)

2、數(shù)據(jù)等不正常情況下引起的誤差。應(yīng)將其剔除。 = 2.72710.0003（ g/cm） （=0.683） uAuBu)(yuccu)(yuruyyuur)(niixnx11nnnxxuniixA112nn,AAuxuxnApAutU 9191iibb42.369 mm91219369.42iix0.064mm9064. 0nubA0.021mmn9，查表得 P=0.68，tp = 1.07ApAutU =1.070.0210.022 mmCkuupB儀儀）參考表 2(1pk3CCkuupB儀儀3儀Aput2222)(BApBAuutuU)(xuxxc 單次測量的不確定度用單次測量的不確定度用B

3、 B類標(biāo)準(zhǔn)不類標(biāo)準(zhǔn)不確定度確定度( ( u uB B ) )來評(píng)定來評(píng)定。 Bu)(xuc)(BApuut)(BApuut)(BApuutmxxxx,321 ),(321mxxxxfy )(),.(),(21mcccxuxuxu)()(2122jcmjjxuxfyU)(ln)(2122jcmjjrxuxfyUixf和ixfln被稱為不確定度的傳遞系數(shù) 1, 1)()()()()(12222zNxNzuzNxuxNNUzxNcc：例)()()()()()(22222zuxuNUzuxuNUcccc，），（直接測量量：待測量電流密度例ddJIIjdudjIuIjjUdIjdIdIjjccr2ln1

4、ln)()ln()()ln()(ln2ln4lnln4222222)()2()()1()()()2()()1()(222222222dudIuIjUdudIuIjUccrccr)()(jUjjUr)(yUyy).,(21mxxxfy 當(dāng)待測物理量有公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值或理論當(dāng)待測物理量有公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值或理論值時(shí)，其測量不確定度可表示為值時(shí)，其測量不確定度可表示為：理論值測量值u%100理論值理論值測量值rumxxxxfy ,321)()(2122jcmjjxuxfyU)(ln)(2122jcmjjrxuxfyU )()()(22221221xuxfxuxfyUcc )(ln)(ln22222221xuxfx

5、uxfUccr ,321xxxfypUyY)1 (rUyY),(11xuxc),(22xuxc.有效數(shù)字及有關(guān)規(guī)定 有效數(shù)字有效數(shù)字 由測量（計(jì)算）結(jié)果中準(zhǔn)確數(shù)字和最后一位可疑數(shù)字構(gòu)成 有效數(shù)位有效數(shù)位 有效數(shù)字的位數(shù)（決定于儀器精度及被測量量的大?。?0.0034（二位有效數(shù)字） 0.00340（三位有效數(shù)字） 保留三位保留三位有效數(shù)字有效數(shù)字 運(yùn)算結(jié)果應(yīng)符合有效數(shù)字運(yùn)算法則運(yùn)算結(jié)果應(yīng)符合有效數(shù)字運(yùn)算法則 多余存疑數(shù)字按規(guī)定法則取舍多余存疑數(shù)字按規(guī)定法則取舍 擬舍棄數(shù)字不等于擬舍棄數(shù)字不等于5時(shí)，大于時(shí)，大于5則進(jìn)，小于則進(jìn)，小于5則舍。擬舍棄數(shù)字等于則舍。擬舍棄數(shù)字等于5時(shí)，欲保留數(shù)字末位

6、是時(shí)，欲保留數(shù)字末位是奇數(shù)則進(jìn)，是偶數(shù)則舍。奇數(shù)則進(jìn)，是偶數(shù)則舍。 a=37.24 a=37.2 =37.250 =37.2 c=37.15 c=37.2 nmmmm271050. 31050. 3000350. 0 結(jié)果表述中不確定度一般取結(jié)果表述中不確定度一般取1位有效數(shù)字，位有效數(shù)字，相對(duì)不確定度取相對(duì)不確定度取1到到2位有效數(shù)字，測量值位有效數(shù)字，測量值有效數(shù)字尾數(shù)與不確定度尾數(shù)應(yīng)對(duì)齊有效數(shù)字尾數(shù)與不確定度尾數(shù)應(yīng)對(duì)齊)(20056000gm)(10)02. 060. 5(4gmn列表法n作圖法n最小二乘法數(shù) 據(jù) 處 理 基 本 方 法 列表法溫度 t (C )20.025.030.03

7、5.040.045.0電阻R ()21981869153012671034890T273.2+t(K)293.2298.2303.2308.2313.2318.2110-3/T(1/K)3.4113.3533.2983.2453.1933.1431nRT7.6957.5337.3337.1446.9416.79半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻與溫度的關(guān)系 作圖法作圖規(guī)則作圖規(guī)則1、選取坐標(biāo)紙2、定坐標(biāo)軸n 橫軸-自變量n 縱軸-因變量n （用粗實(shí)線）3、標(biāo)注物理量名及單位4、坐標(biāo)分度n 便于讀數(shù)n 與測量儀器最小刻度對(duì)應(yīng) 5、描點(diǎn)連線6、標(biāo)注圖名 物理量名單位光滑曲線測點(diǎn)均分曲線兩側(cè)圖名正確分度 數(shù)數(shù) 據(jù)

8、據(jù) 處處 理理 舉舉 例例224DIRIj電流密度的測量儀器：千分尺千分尺 儀器誤差0.004mm 電流表電流表 量程15mA 精度0.5級(jí)D /mm0.508 0.510 0.507 0.509 0.509 0.511mAuIumAuumAKAAKmAIBcB0043. 0)(0043. 030075. 0075. 0%5 . 015%04.14儀儀為電表精度等級(jí)）為使用的量程，（電表額定誤差：mmuummutUmmmmDBDApAD0023. 03004. 03004. 011. 10013. 0509. 0儀儀儀mmuutuUDuBApBAc0027. 0)()(2222222/03.6

9、9509. 014. 304.1444mmmADIj011. 0)(4)(12222DuDIuIUccr76.0)(jUjUr%)3 .68(/8 . 00 .692pmmmAj 課 后 任 務(wù)n認(rèn)真閱讀講義中“測量與不確定度”的內(nèi)容n完成書面作業(yè)練習(xí)題4 4、5 5、7 7（寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上）n必須在第二周星期三、四兩天必須在第二周星期三、四兩天內(nèi)內(nèi)以班為單位將作業(yè)交到科技大樓物理實(shí)驗(yàn)中心117室w實(shí)驗(yàn)課程序?qū)嶒?yàn)課程序 預(yù)約實(shí)驗(yàn)確定上課時(shí)間、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 認(rèn)真預(yù)習(xí)并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告的前半部分 獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)如實(shí)記錄數(shù)據(jù) 按要求處理數(shù)據(jù)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 按時(shí)將實(shí)驗(yàn)報(bào)告交到指定位置 w預(yù)約方

10、法預(yù)約方法 1、 在物理實(shí)驗(yàn)中心各室計(jì)算機(jī)上預(yù)約在物理實(shí)驗(yàn)中心各室計(jì)算機(jī)上預(yù)約 進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) 雙擊學(xué)生管理學(xué)生管理 在對(duì)話框中輸入學(xué)號(hào)和密碼（首次進(jìn)入均為1111） 點(diǎn)擊確定確定 預(yù)約實(shí)驗(yàn) 點(diǎn)擊學(xué)生管理學(xué)生管理 點(diǎn)擊預(yù)約登記預(yù)約登記 選選周次（選中變藍(lán)） 點(diǎn)擊預(yù)約預(yù)約按紐 按實(shí)驗(yàn)名稱、房間、星期、 時(shí)間的順序點(diǎn)擊選擇框并選擇 點(diǎn)擊保存保存 點(diǎn)擊預(yù)約情況預(yù)約情況記下預(yù)約的實(shí)驗(yàn)及時(shí)間、房間、 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 點(diǎn)擊退出退出 2 2、網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上預(yù)約 （網(wǎng)址：211.69.199.132/sygl/) 點(diǎn)擊學(xué)生查詢學(xué)生查詢 輸入學(xué)號(hào)、密碼 點(diǎn)擊開始登錄開始登錄 點(diǎn)擊預(yù)約實(shí)驗(yàn)預(yù)約實(shí)驗(yàn) 順次選擇周次、實(shí)

11、驗(yàn)內(nèi)容（選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)（按窗口指示點(diǎn)擊與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的房間號(hào)）星期、時(shí)間段 點(diǎn)擊預(yù)約登記預(yù)約登記 輸入學(xué)號(hào)時(shí)只須輸入學(xué)號(hào)的后8位 首次進(jìn)入后應(yīng)修改自己的密碼 預(yù)約完畢務(wù)必退出 w實(shí)驗(yàn)課紀(jì)律實(shí)驗(yàn)課紀(jì)律 1、在預(yù)約的時(shí)間按時(shí)到課，遲到或曠課（預(yù)約時(shí)間未到課或遲到超過半小時(shí)）計(jì)算機(jī)自動(dòng)按規(guī)定扣分。 上課地點(diǎn)：科技大樓物理系1、2樓 2、上課須帶預(yù)習(xí)報(bào)告和數(shù)據(jù)記錄草稿，原始數(shù)據(jù)應(yīng)整齊、清楚地列表記錄在記錄草稿上，完成實(shí)驗(yàn)后，預(yù)習(xí)報(bào)告和記錄草稿都應(yīng)交指導(dǎo)教師檢查、簽字。 3、每個(gè)同學(xué)應(yīng)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中要認(rèn)真觀察，實(shí)事求是地記錄數(shù)據(jù)，不允許抄襲、假造、涂改原始數(shù)據(jù)不允許抄襲、假造、涂改原始數(shù)據(jù)。 4、必須在完成實(shí)驗(yàn)的下一周內(nèi)將實(shí)驗(yàn)報(bào)告連同記錄草稿交到原實(shí)驗(yàn)室指定的報(bào)告柜內(nèi)。取報(bào)告則以班為單位統(tǒng)一領(lǐng)取。 例：星期1上午在216室完成分光計(jì)測折射率的實(shí)驗(yàn)后應(yīng)在下一周星期6以前將報(bào)告交到216室標(biāo)注“星期1上午”的柜內(nèi)。 5、預(yù)約時(shí)間前三天可以自己撤消已預(yù)約實(shí)驗(yàn)，三天以內(nèi)須請(qǐng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)室的教師幫助撤消。w實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)報(bào)告