第一章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析_第1頁(yè)
第一章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析_第2頁(yè)
第一章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析_第3頁(yè)
第一章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析_第4頁(yè)
第一章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析_第5頁(yè)
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1、第一章 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析(I)教學(xué)內(nèi)容與要求(1)了解真值的基本概念,理解平均值的表示方法;(2)理解誤差的基本概念及表示方法;(3)理解試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的來(lái)源及分類;(4)理解描述試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度的三個(gè)術(shù)語(yǔ):精密度、正確度和準(zhǔn)確度;(5)理解隨機(jī)誤差的估計(jì)方法,理解秩和檢驗(yàn)法在系統(tǒng)誤差檢驗(yàn)中的應(yīng)用,掌握可疑數(shù)據(jù)的取舍規(guī)則;(6)理解有效數(shù)字的含義、有效數(shù)字的運(yùn)算;(7)掌握誤差的傳遞的基本原理;(8)了解Excel在誤差分析中的應(yīng)用。(II)教學(xué)重點(diǎn)可疑數(shù)據(jù)的取舍規(guī)則,誤差的傳遞。(III)教學(xué)難點(diǎn)誤差的傳遞。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得的大批數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果,但在實(shí)驗(yàn)中由于測(cè)量?jī)x表和人的觀察等方面的

2、原因,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總存在一些誤差,即誤差的存在是必然的,具有普遍性的。因此,研究誤差的來(lái)源及其規(guī)律性,盡可能地減小誤差,以得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)于尋找事物的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)可能存在的新現(xiàn)象是非常重要的。誤差估算與分析的目的就是評(píng)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,通過(guò)誤差估算與分析,可以認(rèn)清誤差的來(lái)源及其影響,確定導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)總誤差的最大組成因數(shù),從而在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)方案和研究過(guò)程中,有的放矢地集中精力消除或減小產(chǎn)生誤差的來(lái)源,提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。目前對(duì)誤差應(yīng)用和理論發(fā)展日益深入和擴(kuò)展,涉及內(nèi)容非常廣泛,本章只就化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中常遇到的一些誤差基本概念與估算方法作一扼要介紹。1.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真值和平均值真值真值是指某物理量客觀存在的

3、確定值。對(duì)它進(jìn)行測(cè)量時(shí),由于測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法、環(huán)境、人員及測(cè)量程序等都不可能完美無(wú)缺,實(shí)驗(yàn)誤差難于避免,故真值是無(wú)法測(cè)得的,是一個(gè)理想值。在分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定誤差時(shí),一般用如下方法替代真值:(1)實(shí)際值是現(xiàn)實(shí)中可以知道的一個(gè)量值,用它可以替代真值。如理論上證實(shí)的值,像平面三角形內(nèi)角之和為180;又如計(jì)量學(xué)中經(jīng)國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議的值,像熱力學(xué)溫度單位絕對(duì)零度等于273.15K;或?qū)?zhǔn)確度高一級(jí)的測(cè)量?jī)x器所測(cè)得的值視為真值。(2)平均值是指對(duì)某物理量經(jīng)多次測(cè)量算出的平均結(jié)果,用它替代真值。當(dāng)然測(cè)量次數(shù)無(wú)限多時(shí),算出的平均值應(yīng)該是很接近真值的,實(shí)際上測(cè)量次數(shù)是有限的(比如10次),所得的平均值只能說(shuō)是近似

4、地接近真值。 平均值在化工領(lǐng)域中,常用的平均值有下面幾種:(1)算術(shù)平均值 這種平均值最常用。設(shè) 、 、 代表各次的測(cè)量值, 代表測(cè)量次數(shù),則算術(shù)平均值為(1-1)凡測(cè)量值的分布服從正態(tài)分布時(shí),用最小二乘法原理可證明:在一組等精度的測(cè)量中,算術(shù)平均值為最佳值或最可信賴值。(2)加權(quán)平均值(weighted mean)如果某組試驗(yàn)值是用不同的方法獲得,或由不同的試驗(yàn)人員得到的,則這組數(shù)據(jù)中不同值得精度與可靠度不一致,為了突出可靠性高的數(shù)值,則可采用加權(quán)平均值。計(jì)算公式為:=(1X1+2X2+-+nXn)/(1+2+-+n)(1-2) 其中為加權(quán)系數(shù)。(3)對(duì)數(shù)平均值 在化學(xué)反應(yīng)、熱量與質(zhì)量傳遞中

5、,分布曲線多具有對(duì)數(shù)特性,此時(shí)可采用對(duì)數(shù)平均值表示量的平均值。設(shè)有兩個(gè)量、,其對(duì)數(shù)平均值為(1-3)兩個(gè)量的對(duì)數(shù)平均值總小于算術(shù)平均值。若1 2時(shí),可用算術(shù)平均值代替對(duì)數(shù)平均值,引起的誤差不超過(guò)4.4%。 (4)幾何平均值 幾何平均值的定義為(1-4)以對(duì)數(shù)表示為(1-5)對(duì)一組測(cè)量值取對(duì)數(shù),所得圖形的分布曲線呈對(duì)稱時(shí),常用幾何平均值??梢?jiàn),幾何平均值的對(duì)數(shù)等于這些測(cè)量值 的對(duì)數(shù)的算術(shù)平均值。幾何平均值常小于算術(shù)平均值。(5)調(diào)和平均值(harmonic mean)設(shè)有n個(gè)正試驗(yàn)值:X1,X2,-,Xn,則它們的調(diào)和平均值為(1-6)(1-7)或以上所介紹的各種平均值,都是在不同場(chǎng)合想從一組測(cè)

6、量值中找出最接近于真值的量值。平均值的選擇主要取決于一組測(cè)量值的分布類型,在化工實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究中,數(shù)據(jù)的分布一般為正態(tài)分布,故常采用算術(shù)平均值。1.2 誤差的基本概念 絕對(duì)誤差(absolute error) 試驗(yàn)值與真值之差稱為絕對(duì)誤差(absolute error),即:絕對(duì)誤差 試驗(yàn)值(量值)真值 (1-8) 絕對(duì)誤差反映了試驗(yàn)值偏離真實(shí)的大小,這個(gè)偏差可正可負(fù)。通常所說(shuō)的誤差一般是指絕對(duì)誤差。如果用X,Xt,X分別表示試驗(yàn)值、真值和絕對(duì)誤差,則有: XXXt (1-9)所以有: (1-10)或者 (1-11)由此可得: (1-12) (1-13) (1-14) (1-15) 相對(duì)誤差用

7、以區(qū)分兩組不同準(zhǔn)確度的比較。相對(duì)誤差雖然在一定條件下能反映試驗(yàn)值的準(zhǔn)確程度。(1-16)(1-17)(1-18)顯而易見(jiàn),Er小的試驗(yàn)值精度較高。由式(1-18)可知,相對(duì)誤差可以有絕對(duì)誤差求出;反之也可以,其關(guān)系式:(1-19) (1-20) (1-21)或 (1-22)請(qǐng)注意:任何量的絕對(duì)誤差和最大絕對(duì)誤差都是名數(shù),其單位與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的單位相同。絕對(duì)誤差雖很重要,但僅用它還不足以說(shuō)明測(cè)量的準(zhǔn)確程度。換句話說(shuō),它還不能給出測(cè)量準(zhǔn)確與否的完整概念。此外,有時(shí)測(cè)量得到相同的絕對(duì)誤差可能導(dǎo)致準(zhǔn)確度完全不同的結(jié)果。例如,要判別稱量的好壞,單單知道最大絕對(duì)誤差等于1克是不夠的。因?yàn)槿绻Q量物體本身的質(zhì)

8、量有幾十千克,那么,絕對(duì)誤差1克,表明此次稱量的質(zhì)量是高的;同樣,如果所稱量的物質(zhì)本身僅有23克,那么,這又表明此次稱量的結(jié)果毫無(wú)用處。顯而易見(jiàn),為了判斷測(cè)量的準(zhǔn)確度,必須將絕對(duì)誤差與所測(cè)量值的真值相比較,即求出其相對(duì)誤差,才能說(shuō)明問(wèn)題。 算術(shù)平均誤差與標(biāo)準(zhǔn)誤差 次測(cè)量值的算術(shù)平均誤差為=(1-23)上式應(yīng)取絕對(duì)值,否則,在一組測(cè)量值中,()值的代數(shù)和必為零。 標(biāo)準(zhǔn)誤差 次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差(亦稱均方根誤差)為(1-24)算術(shù)平均誤差與標(biāo)準(zhǔn)誤差的聯(lián)系和差別次測(cè)量值的重復(fù)性(亦稱重現(xiàn)性)愈差,次測(cè)量值的離散程度愈大,次測(cè)量值的隨機(jī)誤差愈大,則值和值均愈大。因此,可以用值和值來(lái)衡量 次測(cè)量值的重復(fù)性

9、、離散程度和隨機(jī)誤差。但算術(shù)平均誤差的缺點(diǎn)是無(wú)法表示出各次測(cè)量值之間彼此符合的程度。因?yàn)槠畋舜讼嘟囊唤M測(cè)量值的算術(shù)平均誤差,可能與偏差有大中小三種情況的另一組測(cè)量值的相同。而標(biāo)準(zhǔn)誤差對(duì)一組測(cè)量值中的較大偏差或較小偏差很敏感,能較好地表明數(shù)據(jù)的離散程度。例:某次測(cè)量得到下列兩組數(shù)據(jù)(單位為cm)A組:2.3 2.4 2.2 2.1 2.0 B組:1.9 2.2 2.2 2.5 2.2求各組的算術(shù)平均誤差與標(biāo)準(zhǔn)誤差值。解:算術(shù)平均值為算術(shù)平均誤差為標(biāo)準(zhǔn)誤差為由上例可見(jiàn)盡管兩組數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值相同,但它們的離散情況明顯不同。由計(jì)算結(jié)果可知,只有標(biāo)準(zhǔn)誤差能反映出數(shù)據(jù)的離散程度。實(shí)驗(yàn)愈準(zhǔn)確,其標(biāo)準(zhǔn)誤

10、差愈小,因此標(biāo)準(zhǔn)誤差通常被作為評(píng)定次測(cè)量值隨機(jī)誤差大小的標(biāo)準(zhǔn),在化工實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)誤差和絕對(duì)誤差的聯(lián)系次測(cè)量值的算術(shù)平均值 的絕對(duì)誤差為(1-25)算術(shù)平均值 的相對(duì)誤差為(1-26)由上面的公式可見(jiàn),次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差愈小,測(cè)量的次數(shù)愈多,則其算術(shù)平均值的絕對(duì)誤差愈小。因此增加測(cè)量次數(shù),以其算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果,是減小數(shù)據(jù)隨機(jī)誤差的有效方法之一。1.3 誤差的定義及分類誤差的定義誤差是實(shí)驗(yàn)測(cè)量值(包括直接和間接測(cè)量值)與真值(客觀存在的準(zhǔn)確值)之差。誤差的大小,表示每一次測(cè)得值相對(duì)于真值不符合的程度。誤差有以下含義:(1)誤差永遠(yuǎn)不等于零。不管人們主觀愿望如何,也不管人們?cè)跍y(cè)量過(guò)

11、程中怎樣精心細(xì)致地控制,誤差還是要產(chǎn)生的,不會(huì)消除,誤差的存在是絕對(duì)的。(2)誤差具有隨機(jī)性。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)同一個(gè)研究對(duì)象反復(fù)進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試或觀察,所得到的竟不是一個(gè)確定的結(jié)果,即實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有不確定性。(3)誤差是未知的。通常情況下,由于真值是未知的。研究誤差時(shí),一般都從偏差入手。誤差的分類根據(jù)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因,可將誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三種。(1)系統(tǒng)誤差 由某些固定不變的因素引起的。在相同條件下進(jìn)行多次測(cè)量,其誤差數(shù)值的大小和正負(fù)保持恒定,或誤差隨條件改變按一定規(guī)律變化。即有的系統(tǒng)誤差隨時(shí)間呈線性、非線性或周期性變化,有的不隨測(cè)量時(shí)間變化。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原

12、因有:測(cè)量?jī)x器方面的因素(儀器設(shè)計(jì)上的缺點(diǎn),零件制造不標(biāo)準(zhǔn),安裝不正確,未經(jīng)校準(zhǔn)等)。環(huán)境因素(外界溫度,濕度及壓力變化引起的誤差)。測(cè)量方法因素(近似的測(cè)量方法或近似的計(jì)算公式等引起的誤差)。測(cè)量人員的習(xí)慣偏向等。總之,系統(tǒng)誤差有固定的偏向和確定的規(guī)律,一般可按具體原因采取相應(yīng)措施給以校正或用修正公式加以消除。(2)隨機(jī)誤差 由某些不易控制的因素造成的。在相同條件下作多次測(cè)量,其誤差數(shù)值和符號(hào)是不確定的,即時(shí)大時(shí)小,時(shí)正時(shí)負(fù),無(wú)固定大小和偏向。隨機(jī)誤差服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,其誤差與測(cè)量次數(shù)有關(guān)。隨著測(cè)量次數(shù)的增加,平均值的隨機(jī)誤差可以減小,但不會(huì)消除。因此,多次測(cè)量值的算術(shù)平均值接近于真值。研究隨機(jī)

13、誤差可采用概率統(tǒng)計(jì)方法。(3)粗大誤差 與實(shí)際明顯不符的誤差,主要是由于實(shí)驗(yàn)人員粗心大意,如讀數(shù)錯(cuò)誤,記錄錯(cuò)誤或操作失敗所致。這類誤差往往與正常值相差很大,應(yīng)在整理數(shù)據(jù)時(shí)依據(jù)常用的準(zhǔn)則加以剔除。請(qǐng)注意: 上述三種誤差之間,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如:尺子刻度劃分有誤差,對(duì)制造尺子者來(lái)說(shuō)是隨機(jī)誤差;一旦用它進(jìn)行測(cè)量時(shí),這尺子的分度對(duì)測(cè)量結(jié)果將形成系統(tǒng)誤差。隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差間并不存在絕對(duì)的界限。同樣,對(duì)于粗大誤差,有時(shí)也難以和隨機(jī)誤差相區(qū)別,從而當(dāng)作隨機(jī)誤差來(lái)處理。1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精密度測(cè)量的質(zhì)量和水平,可用誤差概念來(lái)描述,也可用準(zhǔn)確度等概念來(lái)描述。為了指明誤差的來(lái)源和性質(zhì),通常用以下三個(gè)

14、概念。 精密度精密度可以衡量某物理量幾次測(cè)量值之間的一致性,即重復(fù)性。它可以反映隨機(jī)誤差的影響程度,精密度高指隨機(jī)誤差小。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差為0.01%且誤差純由隨機(jī)誤差引起,則可認(rèn)為精密度為1.010-4。正確度它是指在規(guī)定條件下,測(cè)量中所有系統(tǒng)誤差的綜合。正確度高表示系統(tǒng)誤差小。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差為0.01%且誤差純由系統(tǒng)誤差引起,則可認(rèn)為正確度為1.010-4。準(zhǔn)確度(或稱精確度)它表示測(cè)量中所有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合。因此,準(zhǔn)確度表示測(cè)量結(jié)果與真值的逼近程度。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差為0.01%且誤差由系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差共同引起,則可認(rèn)為準(zhǔn)確度為1.010-4。對(duì)于實(shí)驗(yàn)或測(cè)量來(lái)

15、說(shuō),精密度高,正確度不一定高。正確度高精密度也不一定高。但準(zhǔn)確度高必然是精密度與正確度都高。如圖1-1所示,A的系統(tǒng)誤差小而隨機(jī)誤差大,即正確度高而精密度低;B的系統(tǒng)誤差大而隨機(jī)誤差小,即正確度低而精密度高;C的系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差都小,表示正確度和精密度都高,即準(zhǔn)確度高。圖(A)圖(C)精密度高正確度低精密度低正確度高準(zhǔn)確度高圖1-1 精密度與正確度的關(guān)系 圖1-2 準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系目前,國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中所用的名詞術(shù)語(yǔ)頗不統(tǒng)一,各文獻(xiàn)中同一名詞的含義不盡相同。例如不少書(shū)中使用的“精確度”一詞,可能是指系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差兩者的合成,也可能單指系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差。 在很多書(shū)刊中,還常常見(jiàn)到“精度”

16、一詞。因?yàn)榫纫辉~無(wú)嚴(yán)格的明確定義,所以各處出現(xiàn)的精度含義不盡相同。少數(shù)地方,精度一詞指的是精密度。多數(shù)地方,使用“精度”一詞實(shí)際上是為了說(shuō)明誤差的大小。如說(shuō)某數(shù)據(jù)的測(cè)量精度很高時(shí),實(shí)指該數(shù)據(jù)測(cè)量的誤差很小。此誤差的大小是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差共同作用的總結(jié)果。在這種場(chǎng)合,精度一詞與準(zhǔn)確度完全是一回事。1.5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的估計(jì)與檢驗(yàn) 隨機(jī)誤差的估計(jì)(1)極差(2)標(biāo)準(zhǔn)差(3)方差 系統(tǒng)誤差的檢驗(yàn) 過(guò)失誤差的檢驗(yàn)對(duì)于可疑數(shù)據(jù)的取舍一定要慎重,一般處理原則如下:(1)在試驗(yàn)過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù),應(yīng)停止試驗(yàn),分析原因,及時(shí)糾正錯(cuò)誤;(2)試驗(yàn)結(jié)束后,在分析試驗(yàn)結(jié)果時(shí),如發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù),則應(yīng)先找出產(chǎn)生差異

17、的原因,再對(duì)其進(jìn)行取舍;(3)在分析試驗(yàn)結(jié)果時(shí),如不清楚產(chǎn)生異常值的確切原因,則應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理再做取舍;(4)對(duì)于舍去的數(shù)據(jù),在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)注明舍去的原因或所選用的統(tǒng)計(jì)方法總之,對(duì)于可疑數(shù)據(jù)要慎重,不能任意拋棄和修改。往往通過(guò)對(duì)可疑數(shù)據(jù)的考察,可以發(fā)現(xiàn)引起系統(tǒng)誤差的原因,進(jìn)而改進(jìn)試驗(yàn)方法,有時(shí)甚至得到新試驗(yàn)方法的線索。檢驗(yàn)可疑數(shù)據(jù),常用的統(tǒng)計(jì)方法有拉依達(dá)(Pauta)準(zhǔn)則、格拉布斯(Grubbs)準(zhǔn)則、狄克遜(Dixon)準(zhǔn)則、肖維勒(Chauvenet)準(zhǔn)則、t檢驗(yàn)法、F檢驗(yàn)法等;若數(shù)據(jù)較少,則可重做一組數(shù)據(jù)。下面介紹幾種檢驗(yàn)可疑數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法:.1 拉依達(dá)(Pauta)準(zhǔn)則如果可疑數(shù)

18、據(jù)xp與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值的偏差的絕對(duì)值dp大于3倍(或2倍)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,即: dp=xp - 3s 或2s (1-27)則應(yīng)將xp從該組試驗(yàn)值中剔除,至于選擇3s還是2s與顯著性水平有關(guān)。顯著性水平表示的是檢驗(yàn)出錯(cuò)的幾率為,或者是檢驗(yàn)的可信度為1。3s相當(dāng)于顯著水平=0.01,2s相當(dāng)于顯著水平 =0.05。拉依達(dá)準(zhǔn)則方法簡(jiǎn)單,無(wú)須查表,用起來(lái)方便。該檢驗(yàn)法適用于試驗(yàn)次數(shù)較多或要求不高時(shí),這是因?yàn)椋?dāng)n,應(yīng)將多余的數(shù)字舍去。舍去多余數(shù)字常用四舍五入法。這種方法簡(jiǎn)單、方便,適用于舍、入操作不多且準(zhǔn)確度要求不高的場(chǎng)合,因?yàn)檫@種方法見(jiàn)5就入,易使所得數(shù)據(jù)偏大。下面介紹新的舍入規(guī)則是:(1)若舍去

19、部分的數(shù)值,大于保留部分的末位的半個(gè)單位,則末位加1;(2)若舍去部分的數(shù)值,小于保留部分的末位的半個(gè)單位,則末位不變;(3)若舍去部分的數(shù)值,等于保留部分的末位的半個(gè)單位,則末位湊成偶數(shù)。換言之,當(dāng)末位為偶數(shù)時(shí),則末位不變;當(dāng)末位為奇數(shù)時(shí),則末位加1。例1-3 將下面左側(cè)的數(shù)據(jù)保留四位有效數(shù)字 3.14159 3.142 2.71729 2.717 2.51050 4.510 3.21567 3.216 5.6235 5.624 6.3785016.379 7.6914997.691在四舍五入法中,是舍是入只看舍去部分的第一位數(shù)字。在新的舍入方法中,是舍是入應(yīng)看整個(gè)舍去部分?jǐn)?shù)值的大小。新的舍

20、入方法的科學(xué)性在于:將“舍去部分的數(shù)值恰好等于保留部分末位的半個(gè)單位”的這一特殊情況,進(jìn)行特殊處理,根據(jù)保留部分末位是否為偶數(shù)來(lái)決定是舍還是入。因?yàn)榕紨?shù)奇數(shù)出現(xiàn)的概率相等,所以舍、入概率也相等。在大量運(yùn)算時(shí),這種舍入方法引起的計(jì)算結(jié)果對(duì)真值的偏差趨于零。 直接測(cè)量值的有效數(shù)字直接測(cè)量值的有效數(shù)字主要取決于讀數(shù)時(shí)能讀到哪一位。如一支50 ml的滴定管,它的最小刻度是0.1 ml,因讀數(shù)只能讀到小數(shù)點(diǎn)后第2位,如30.24 ml時(shí),有效數(shù)字是四位。若管內(nèi)液面正好位于30.2 ml刻度上,則數(shù)據(jù)應(yīng)記為30.20 ml,仍然是四位有效數(shù)字(不能記為30.2 ml)。在此,所記錄的有效數(shù)字中,必須有一位

21、而且只能是最后一位是在一個(gè)最小刻度范圍內(nèi)估計(jì)讀出的,而其余的幾位數(shù)是從刻度上準(zhǔn)確讀出的。由此可知,在記錄直接測(cè)量值時(shí),所記錄的數(shù)字應(yīng)該是有效數(shù)字,其中應(yīng)保留且只能保留一位是估計(jì)讀出的數(shù)字。圖1-3 不同坐標(biāo)分度的讀數(shù)情況如果最小刻度不是1(或110n)個(gè)單位,如圖1-3(a)(b)(c)(d)所示,其讀數(shù)方法可按下面的方法來(lái)讀:讀 數(shù)絕對(duì)誤差有效數(shù)字位(a)3.35.50.52(b)0.64.50.25(0.3)1-2(c)0.34.75(4.8)0.21-2(d)1.45.70.12(e)2.805.110.053 非直接測(cè)量值的有效數(shù)字 (1) 參加運(yùn)算的常數(shù)、e的數(shù)值以及某些因子如 、1/3等的有效數(shù)字,取幾位為宜,原則上取決于計(jì)算所用的原始數(shù)據(jù)的有效數(shù)字的位數(shù)。假設(shè)參與計(jì)算的原始數(shù)據(jù)中,位數(shù)最多的有效數(shù)字是n位,則引用上述常數(shù)時(shí)宜n+2位,目的是避免常數(shù)的引入造成更大的誤差。工程上,在大多數(shù)情況下,對(duì)于上述常數(shù)可取56位有效數(shù)字。(2)在數(shù)據(jù)運(yùn)算過(guò)程中,為兼顧結(jié)果的精度和運(yùn)算的方便,所有的中間運(yùn)算結(jié)果,工程上,一般宜取56位有效

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