實驗數據的誤差處理

實驗數據的誤差處理

中文名稱:實驗數據的誤差處理

英文名稱:treatment for errors in experimental data

物理實驗的觀測值都有誤差,從而使實驗結果帶有不確定性。實驗數據誤差處理的目的是估計實驗結果不確定性的大小,即估計實驗結果的精度

基本介紹

  • 中文名:實驗數據的誤差處理
  • 外文名:treatment for errors in experimental data
  • 詞性:名詞
  • 範疇:實驗
誤差分類,處理,

誤差分類

實驗誤差包括系統誤差和隨機誤差這兩類性質不同的誤差。
⒈系統誤差 系統誤差是指在測量和實驗中未發覺或未確認的因素所引起的誤差,而這些因素影響結果永遠朝一個方向偏移,其大小及符號在同一組實驗測定中完全相同,當實驗條件一經確定,系統誤差就獲得一個客觀上的恆定值。當改變實驗條件時,就能發現系統誤差的變化規律。
判斷系統誤差的存在及其來源的方法主要有:
①變化可能形成系統誤差的實驗條件,並比較不同條件下的測量結果;
②對測得的數據進行統計假設檢驗(見數據的統計處理方法),以判斷觀測值的分布是否與隨機誤差的預期分布一致。
⒉隨機誤差 是由於測量的偶然誤差或被研究的物理現象本身的隨機性質所引起的觀測結果的不確定性。在已消除系統誤差的一切量值的觀測中,所測數據仍在末一位或末兩位數字上有差別,而且它們的絕對值和符號的變化,時而大時而小,時正時負,沒有確定的規律。在一定的實驗條件下重複測量某一個物理量的數值,各次測量會得到不同的結果:觀測值服從某種統計分布,觀測值的分布愈寬,則從一次實驗得到的一個特定觀測值的不確定性愈大,即隨機誤差愈大。

處理

⒈實驗前,應儘可能地消除導致系統誤差的因素,在多次觀測中,適當地改變產生系統誤差的實驗條件(如將條件對稱地或隨機地配置,使結果中的系統誤差相互抵消),有可能減少或消除最終結果中的系統誤差,已經判明的系統誤差數值應從測量結果中扣除。
⒉倘若對某一量值作足夠多次的等精度測量後,就會發現偶然誤差完全服從統計規律,誤差的大小或正負的出現完全由機率決定。因此,隨著測量次數的增加,隨機誤差的算術平均值趨近於零,所以多次測量結果的算數平均值將更接近於真值。

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