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接近開關、光電開關、拉繩開關的誤差及分類 物理實驗就是對一些物理進行測量的過程。任何待測的物理量在一定客觀條件下總存在著一個真實的價值，稱之為該物理量的真值。但是，由于實驗理論的近似性、實驗儀器靈敏度和分辨能力的局限性、環(huán)境的不穩(wěn)定性等因素的影響，待測量的真值實際上是不可能通過測量準確獲取的，我們永遠無法準確得知。測量結果和真值之間總有一定的差異，這種差異定義為測量誤差。測量誤差可以用絕對誤差表示，也可以用相對誤差表示。 由于真值是不能確知的，所以測量值的誤差也不能確切知道，因此測量的任務就是給出被測真的最佳估計值，并估算出這種最佳估計值的可靠程度。 根據(jù)誤差的性質和產(chǎn)生原因將誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和異常值三種。 1、系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是指在等精度的重復測量中保持恒定，或以可預知的方式變化的誤差。系統(tǒng)誤差的來源主要有以下幾方。 A：由于儀器本身的缺陷或沒有按規(guī)定的條件使用儀器而造成的誤差。例如，儀器的零點不準造成的誤差;等臂天平兩臂不等長造成的誤差;在20C的條件下標定的標準電阻在30C的條件下使用造成的誤差等。 B：由于測量所依據(jù)的理論公式本身的近似性，或實驗條件不能達到理論公式所規(guī)定的要求，或測量方法不正確所帶來的誤差。例如，利用單擺測量重力加速，而在測量周期時又必須要求有一定的擺角，這就決定了測量結果中必然含有系統(tǒng)誤差。 C：由于測量者本人的生理或心理特點所造成的誤差。例如，測量時間時，測量者可能有計時超前或落后的偏好;在對準標志時，可能存在總是偏左或偏右的習慣。 系統(tǒng)誤差通常是實驗誤差的主要來源。在測量條件不變時，系統(tǒng)誤差基本上具有確定的大小和方向。當測量條件改變時，系統(tǒng)誤差通常會按照一定的規(guī)律變化。增加測量次數(shù)并不能減少系統(tǒng)誤差。 我們一般不能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差是否存在。但是，在一些測量過程中，我們可以根據(jù)系統(tǒng)誤差性質，選擇適當?shù)臏y量方法，使測量值中的系統(tǒng)誤差相互抵消，從而消除系統(tǒng)誤差對測量結果的影響。例如，天平只有在兩臂嚴格等長時，砝碼的質量才等于被測物體的質量。而事實上不可能做到天平兩臂的嚴格等長。為了消除這種系統(tǒng)誤差，可以所謂復稱法稱重，從而抵消天平兩臂不等長引起的系統(tǒng)誤差。 2、隨機誤差：隨機誤差是指在相同的測量條件下，多次測量同同物理量時，誤差時大時小，時正時負，以不可預期的方式變化著的誤差。它是屾人的感官靈敏度和售精度的限制、周圍繞環(huán)境的干擾以及一些偶然影響產(chǎn)生的，其典型的特征是隨機性。例如，用毫米刻度的米尺去測量某物體的長度時，往往將米尺去對準備物體的兩端并估讀到毫米的下一位讀數(shù)值，這個估讀孾的數(shù)值就存在著一定的隨機性，也就帶來了隨柵誤差。雖然隨機誤差無法控制和排除，但是，當在相冊的實驗條件下，對被測量進行多次測量時，其大小的分布卻服從一定的統(tǒng)計規(guī)律，可以利用這種規(guī)律對實驗結果的隨機誤差作出估算，這就是在實驗中往往要對某些物理量進行多次測量的原因。 3、異常值：異常值又稱為粗大誤差或過失誤差，是由于觀測者不正確地使用儀器，觀察錯誤或記錄錯誤的數(shù)據(jù)等不正常情況下引起的誤差。它會明顯地歪曲客觀現(xiàn)象，在數(shù)據(jù)處理中應將其剔除。所以，在作誤差分析時，要估算的誤差通常只有系統(tǒng)誤差和隨機誤差。 |
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