测量误差与不确定度课件.ppt

1、 一、测量及其分类一、测量及其分类 1 1 测量测量 在一定条件下使用具有计量标准单位的计量仪器对在一定条件下使用具有计量标准单位的计量仪器对被测物理量进行比较，从而确定被测量的数值和单位。被测物理量进行比较，从而确定被测量的数值和单位。2 2 测量分类测量分类 1)1)直接测量与间接测量直接测量与间接测量 2)2)等精度测量与不等精度测量等精度测量与不等精度测量 3)3)单次测量与重复测量单次测量与重复测量 直接测量直接测量直接测量直接测量:使用仪器或量具，直接使用仪器或量具，直接测得被测量的量值的测测得被测量的量值的测量。由直接测量所得的量。由直接测量所得的物理量，称为直接测量物理量，称为

2、直接测量量量 。间接测量间接测量 间接测量间接测量:通过直接测量量，再根据某一函数关系把通过直接测量量，再根据某一函数关系把待测量计算出来的测量。待测量计算出来的测量。间接测量间接测量 用单摆测量某地的重力用单摆测量某地的重力加速度加速度g g，是根据用米尺直是根据用米尺直接测得单摆的摆长接测得单摆的摆长l和用秒和用秒表直接测得周期表直接测得周期T，再通过再通过单摆公式：单摆公式：g=（4 2l）/T2 把重力加速度把重力加速度g g计算出来。计算出来。l 和和 T 是直接测量量，是直接测量量，g g 称为间接测量量。称为间接测量量。lT 等精度、不等精度测量等精度、不等精度测量 等精度测量等

3、精度测量:对同一类物理量的测量都是在相同条件（包括测量对同一类物理量的测量都是在相同条件（包括测量方法、使用的仪器、外界环境条件和观察者都不变）下方法、使用的仪器、外界环境条件和观察者都不变）下进行的测量。进行的测量。不等精度测量不等精度测量:不满足上述条件的测量。不满足上述条件的测量。重复测量与单次测量重复测量：重复测量：在相同条件（包括测量方法、使用的仪器、外界环境在相同条件（包括测量方法、使用的仪器、外界环境条件和观察者都不变）下对同一状态的物理量进行的多条件和观察者都不变）下对同一状态的物理量进行的多次测量。次测量。当实际情况不能满足重复测量所要求的条件或不需当实际情况不能满足重复测量

4、所要求的条件或不需要多次重复测量（例如每次重复测量示值都完全一致）要多次重复测量（例如每次重复测量示值都完全一致）时，才采取单次测量的处理方式。时，才采取单次测量的处理方式。二、测量误差及其分类二、测量误差及其分类 （一）（一）误差的定义误差的定义 被测量的物理量在特定条件下客观存在的真实量值被测量的物理量在特定条件下客观存在的真实量值称为该物理量的真值，记作称为该物理量的真值，记作X0。测量值测量值X和真值和真值X0的差定义为测量误差，记为的差定义为测量误差，记为X 即：即：X=X X0 它反映了测量值偏离真值的大小和方向。它反映了测量值偏离真值的大小和方向。（二）（二）误差的分类误差的分类

5、 1 1 系统误差系统误差 1 1）系统误差）系统误差 由于实验系统的原因，在测量过程中造成的误差。由于实验系统的原因，在测量过程中造成的误差。2 2）误差来源）误差来源 仪器误差、环境误差、理论仪器误差、环境误差、理论(方法方法)误差、个人习惯误误差、个人习惯误差。差。3 3）误差特点）误差特点 误差的大小和符号总是保持恒定，或按一定规律以误差的大小和符号总是保持恒定，或按一定规律以可约定的方式变化可约定的方式变化 。4 4）误差消除方法）误差消除方法 找出原因，在实验前或实验后加以修正。找出原因，在实验前或实验后加以修正。系统误差的修正举例仪器误差仪器误差 如电表的零点误差如电表的零点误差

6、修正：接入电路前，修正：接入电路前，先调机械零点。先调机械零点。电表指针不在零点机械零点调节螺钉机械零点调节螺钉操作者偏视习惯造成的系统误差及其消除方法操作者偏视习惯造成的系统误差及其消除方法视线偏左操作者偏视习惯造成的系统误差及其消除方法操作者偏视习惯造成的系统误差及其消除方法视线正确2 2 随机误差（偶然误差）随机误差（偶然误差）1 1）随机误差）随机误差 由某些偶然的或不确定的因素，在测量过程中造成由某些偶然的或不确定的因素，在测量过程中造成的误差。的误差。2 2）误差误差来源来源 环境和实验条件的无规则变化。环境和实验条件的无规则变化。3 3）误差误差特点特点 误差的量值和符号以不可约

7、定的方式变化着误差的量值和符号以不可约定的方式变化着，对每，对每次测量值来说，其变化是无规则的，但对大量测量值，次测量值来说，其变化是无规则的，但对大量测量值，其变化则服从确定的统计分布（正态分布）规律。其变化则服从确定的统计分布（正态分布）规律。随机误差服从的正态分布特点xP-3 -2 0 2 3 随机误差正态分布的特点 *单峰性单峰性 绝对值小的误差出现的概率大，而绝对值大的误差绝对值小的误差出现的概率大，而绝对值大的误差出现的概率小。出现的概率小。*对称性对称性 绝对值相等的正、负误差出现的概率大致相等。绝对值相等的正、负误差出现的概率大致相等。*有界性有界性 绝对值非常大的误差出现的概

8、率趋于零。绝对值非常大的误差出现的概率趋于零。*抵偿性抵偿性 误差算术平均值随测量次数增加而趋于零。误差算术平均值随测量次数增加而趋于零。标准误差：标准误差：nnii12 标准误差的统计意义标准误差的统计意义 系统误差已消除的条件下，重复测量次数系统误差已消除的条件下，重复测量次数n足够大时，足够大时，任一次测量随机误差的绝对值小于任一次测量随机误差的绝对值小于的概率为的概率为68.3%，小，小于于2 的概率为的概率为95.4%，小于，小于3 的概率为的概率为99.7%标准误差可描述偶然误差的可能范围与可信程度！标准误差可描述偶然误差的可能范围与可信程度！ixi式中：式中：是测量列和算术平均值

9、是测量列和算术平均值 4)4)减小随机误差的方法减小随机误差的方法 A)增加重复测量次数增加重复测量次数 一般重复一般重复510次即可。测量值波动范围越大，则需重次即可。测量值波动范围越大，则需重复次数越多。复次数越多。B)以标准以标准偏差偏差代替标准代替标准误差误差来评估随机误差的范围与来评估随机误差的范围与可信度。可信度。C)用测量平均值作为测量结果的最佳估计值。用测量平均值作为测量结果的最佳估计值。3 粗大误差（过失误差）粗大误差（过失误差）1)粗大误差粗大误差 测量值明显偏离正常值的异常误差。测量值明显偏离正常值的异常误差。2)误差来源误差来源 仪器使用方法错误、粗心大意、记录出错等。

10、仪器使用方法错误、粗心大意、记录出错等。3)误差消除方法误差消除方法 用用3准则（莱特准则）鉴别并剔除。准则（莱特准则）鉴别并剔除。当测量次数较多时，若某测量值与算术平均值的偏差当测量次数较多时，若某测量值与算术平均值的偏差绝对值大于绝对值大于3倍标准偏差时，可认为该值是坏值而剔除。倍标准偏差时，可认为该值是坏值而剔除。一、测量结果的表达方式 测量的目的是要获得被测物理量的真值！测量的目的是要获得被测物理量的真值！由于测量误差不可避免，真值也就无法确定，也无由于测量误差不可避免，真值也就无法确定，也无法确定误差的大小。法确定误差的大小。只能通过科学的方法确定的最佳估计值及其不确定只能通过科学的

11、方法确定的最佳估计值及其不确定度，把测量结果表达为：度，把测量结果表达为：物理量最佳估计值不确定度)(单位 XX 测量结果测量结果 的含义的含义 表示真值以一定的概率存在于 范围内；同一项测量结果对应不同的置信概率要求，不确定度的估算值也不同，通常要求的概率值越高，对应的值越大。值通常只保留最大一位非零数，尾数一般只进不舍，例如计算结果是0.051，保留结果是0.06。保留的末位数与的非零数位同数量级，例：L=3.566 0.007(mm)XXXX 二、不确定度基本概念二、不确定度基本概念 1 不确定度 不确定度是表征测量结果具有离散性的一个参数。2 不确定度分类 根据估算方法将不确定度分量分

12、为两类：A类不确定度 用统计方法估算的分量，记为A。B类不确定度 用其他方法估算的分量，记为B。jBjiAi22 3 总不确定度 总不确定度是以上两类所有分量的合成。若各Ai、Bi 相互独立，并具有相同置信概率，则 一 仪器误差仪器误差(限限)正确使用仪器时，仪器的示值与被测量真值之间可正确使用仪器时，仪器的示值与被测量真值之间可能产生的最大误差的绝对值被称为仪器误差能产生的最大误差的绝对值被称为仪器误差(限限)，用，用 仪仪表示。表示。仪仪的含义：在正常使用下仪器示值的最大可能误差，的含义：在正常使用下仪器示值的最大可能误差，置信概率通常为置信概率通常为95%95%99%99%。常用物理实验

13、仪器的误差限仪仪名称量程最小分度(精度等级)仪仪钢尺300mm1 mm0.5mm(最小分度的1/2)螺旋测微计 20mm0.005 mm最小分度的1/2游标卡尺150mm0.02mm（50分度）0.02mm机械表12h1s最小分度值水银温度计1001 最小分度值磁电式电表NmK A K%二 B B类类不确定度的估算不确定度的估算 评定评定 B需结合误差分布规律、参照标准、估算误差需结合误差分布规律、参照标准、估算误差限等因素，故限等因素，故 B有多项分量，评定方法也有多种。有多项分量，评定方法也有多种。常用评定方法有：根据测量条件估算误差限；根据常用评定方法有：根据测量条件估算误差限；根据理论

14、公式或实验推算误差限；根据仪器误差限评定理论公式或实验推算误差限；根据仪器误差限评定 B 。我们约定：在大学物理实验中，我们约定：在大学物理实验中，近似近似使用仪器误差使用仪器误差限来确定限来确定 B 。即。即:B B 仪仪 数字万用表误差限，数字万用表误差限，仪仪=读数读数A%+N，其，其中中:A为精度等级，为精度等级，N为显示末位上的字数。为显示末位上的字数。某万用表某万用表20k量程的电阻档量程的电阻档A=0.8，N=0.03，用该档，用该档测量某电阻，读数为测量某电阻，读数为5.36 k，这次测量结果是多少？，这次测量结果是多少？解：解：=仪仪=5.360.8%+0.03=0.073(

15、k)测量结果表示为：测量结果表示为：R=5.360.08（k）检定一块检定一块1.51.5级，级，10 10 mAmA的电流表，发现在的电流表，发现在5 5 mAmA处它的误差最大，为处它的误差最大，为0.13 0.13 mAmA，而在其它刻度处，误差，而在其它刻度处，误差均小于均小于0.13 0.13 mAmA，试问，这块电表是否合格？，试问，这块电表是否合格？解：解：该级别的电流表仪器误差限为：该级别的电流表仪器误差限为：仪仪=10=10（mAmA）1.5%=0.15 1.5%=0.15（mAmA）该电流表在所有刻度上，最大误差为该电流表在所有刻度上，最大误差为0.13 0.13 mAmA

16、，均，均小于仪器误差，故这块电表是合格产品。小于仪器误差，故这块电表是合格产品。一 单次直接测量的不确定度单次直接测量的不确定度 实际情况不允许重复测量或不需要多次测量时，可实际情况不允许重复测量或不需要多次测量时，可采取单次测量的方式。采取单次测量的方式。若单次测量的主要误差来源是仪器误差时，以仪器若单次测量的主要误差来源是仪器误差时，以仪器误差限误差限仪仪作为单次测量不确定度。作为单次测量不确定度。=仪仪 注意：注意：这是一种很粗略很近似的估算。这是一种很粗略很近似的估算。二二 多次测量时随机误差的统计估计多次测量时随机误差的统计估计1 1、用算术平均值作为待测量用算术平均值作为待测量X的

17、最佳估计值的最佳估计值 设对某物理量设对某物理量 X 进行进行 n n 次等精度测量，得一列测次等精度测量，得一列测量值：量值：x1、x2、xn，这一列测量值的算术平均值为：这一列测量值的算术平均值为：niinXnnxxxX1211.2.2.多次测量时随机误差的统计估计多次测量时随机误差的统计估计 1）先计算残差（偏差）：）先计算残差（偏差）：2）计算标准差（标准偏差）计算标准差（标准偏差）：3）计算算术平均值的标准差）计算算术平均值的标准差：1)(21nxxnii)1()(21nnxxnniix *3.3.异常数据的剔除异常数据的剔除 1 1）莱特准则（）莱特准则（33准则）准则）若第若第

18、k 次测量值次测量值 x k 满足条件：满足条件：|x k-|3 则可判断则可判断x k 是坏值。是坏值。2 2）莱特准则的适用范围）莱特准则的适用范围 莱特准则以测量次数较多（大样本）为前提，一般莱特准则以测量次数较多（大样本）为前提，一般适合于测量值呈正态分布（即高斯分布）的情况。适合于测量值呈正态分布（即高斯分布）的情况。xix （P P18 18 例例1.4.11.4.1）对某物理量进行了）对某物理量进行了1515次等精度的次等精度的测量，测量值如表所示。设这些测量值已经消除了系统误测量，测量值如表所示。设这些测量值已经消除了系统误差，试判断在下列测量值中是否含有坏值？差，试判断在下列

19、测量值中是否含有坏值？解解:由测量数据计算算术平均值由测量数据计算算术平均值:404.20151nxxii 由测量数据和算术平均值，可以计算出标准差：由测量数据和算术平均值，可以计算出标准差：由标准差计算出由标准差计算出33：3=33=30.033=0.099 0.033=0.099 第八测量值的残差：第八测量值的残差：由莱特准则知：第八测量值是一个坏值，应预以剔除由莱特准则知：第八测量值是一个坏值，应预以剔除。033.01)(1512nxxii099.0014.18v对剩余的对剩余的1414个数据重新计算：个数据重新计算：新的算术平均值（剔除了第八测量值）为：新的算术平均值（剔除了第八测量值

20、）为：新的标准差为：新的标准差为：411.20141nxxii016.01)(1412nxxii 新的标准差计算出新的标准差计算出33：3=33=30.016=0.0480.016=0.048 再检查各测量值的残差，没有再出现再检查各测量值的残差，没有再出现|x xk k|3 3 的情况，可认为，剩余数据中，没有坏值存在。的情况，可认为，剩余数据中，没有坏值存在。x 4.4.多次测量时多次测量时A A类不确定度的估算类不确定度的估算 重复测量次数为重复测量次数为5 51010次，置信概率在次，置信概率在95%95%左右时，左右时，A A类不确定度类不确定度A可按下式可按下式近似近似估算。估算。

21、叫标准偏差叫标准偏差(或简称标准差或简称标准差)计算标准偏差的公式叫计算标准偏差的公式叫贝塞尔公式贝塞尔公式.1)(2nxxiiA 在大学物理实验中，在大学物理实验中，当测量次数当测量次数5 n 10 5 n 10 时，时，合成不确定度可这样合成不确定度可这样近似近似计算计算:A类分量类分量:A，置信概率置信概率95%；B类分量类分量:B 仪仪，置信概率，置信概率95%；测量结果的测量结果的合成合成不确定度不确定度为为:2222仪BA 用游标卡尺对某物体长度进行等精度测量用游标卡尺对某物体长度进行等精度测量1010次，次，测量数据如下表，设仪器误差限为测量数据如下表，设仪器误差限为0.00.0

22、2 2mm。求不确定求不确定度并表示测量结果。度并表示测量结果。解解:1 1 求出算平均值求出算平均值:1234567891083.5483.5883.5283.5683.6083.6483.5483.5683.5883.50mm 6538101101.xxii 2 求出标准偏差求出标准偏差 利用科学计算器统计功能可快速得到上述结果！利用科学计算器统计功能可快速得到上述结果！3 计算合成不确定度计算合成不确定度 取取B 仪仪 4 测量结果为：测量结果为：X=83.56 0.05 (mm)（P=0.95）)mm(50.00.020.042222仪(mm)040.01)(1012nxxii 一一

23、间接测量值的算术平均值 设间接测量量设间接测量量 N 是直接测量量是直接测量量x，y，z的函数，即：的函数，即：各直接测量量的测量结果为：各直接测量量的测量结果为：),(zyxfN zyxzzyyxx,间接测量量间接测量量 N 的算术平均值为的算术平均值为:测量出金属圆环的外直径测量出金属圆环的外直径D2=（3.600 0.004）cm；内直径；内直径 D1=（2.880 0.004）cm；高度；高度 h=（2.575 0.004）cm；试求出这个金属圆环体积；试求出这个金属圆环体积V 的的平均值？平均值？),(zyxfN 解：解：计算金属圆环体积计算金属圆环体积V 的函数表达式为：的函数表达

24、式为：则金属圆环体积则金属圆环体积V平均值的函数表达式为：平均值的函数表达式为：代入各直接测量量的平均值，可得圆环体积算术平均值：代入各直接测量量的平均值，可得圆环体积算术平均值：hDDV)(42122hDDV)(42122)(436.9575.2)880.2600.3(4322cmV 二二 间接测量量的不确定度的合成间接测量量的不确定度的合成 如前述如前述:各直接测量量表示为：各直接测量量表示为：每个直接测量量的误差都会传递给每个直接测量量的误差都会传递给 N,若各直接测量若各直接测量量完全独立，则量完全独立，则N 对应每个直接测量误差来源都对应对应每个直接测量误差来源都对应有一个独立分量，

25、分别记为有一个独立分量，分别记为Nx，Ny，Nz。zyxzzyyxx,其中其中Nxx，比例系数是函数，比例系数是函数 f(x,y,z)对自变量对自变量x的偏导数，即的偏导数，即:xNxxfzNzyNyyfyf;同理，则间接测量量则间接测量量N 的不确定度可以用下式合成：的不确定度可以用下式合成：称为称为不确定度不确定度传递系数，传递系数，它反映了它反映了各直接测量量的不确定度对间接测量量不确定度的各直接测量量的不确定度对间接测量量不确定度的贡献贡献（权重）。（权重）。222222)()()(zyxNzfyfxfzfyfxf,:式中 常用函数不确定度合成计算公式（一）常用函数不确定度合成计算公式

26、（一）,yxN22yxN22)()(;,yxNyxNyxNyxNxNkkxN,常用函数不确定度合成计算公式（二）常用函数不确定度合成计算公式（二）)(,xnNxNxNnxxNxNcos,sin222222)()()(,zcybxaNzyxNzyxNcba 用单摆测量重力加速度。用单摆测量重力加速度。已知摆长和周期的测量结果分别为：已知摆长和周期的测量结果分别为：试求重力加速度的测量结果。试求重力加速度的测量结果。解：解：重力加速度的函数表达式为重力加速度的函数表达式为%)95()001.0001.100(PcmLLL%)95()0002.00002.2(PsTTT224TLg 则重力加速度的平

27、均值为：则重力加速度的平均值为：先求重力加速度相对不确定度先求重力加速度相对不确定度22222/8677.90002.2001.100)14159.3(44smTLg22)2()(TLgETLgg%)95(0002.0)0002.20002.02()001.100001.0(22P 重力加速度的合成不确定度为重力加速度的合成不确定度为 重力加速度的测量结果为重力加速度的测量结果为%)95(/002.00002.08677.92PsmEggg%)95(/)002.0868.9(2Psmg 实验中得到的测量值都是含有误差的数值，这些数实验中得到的测量值都是含有误差的数值，这些数值的尾数不能任意取舍

28、，应反映出测量的准确度。值的尾数不能任意取舍，应反映出测量的准确度。一一 有效数字的概念有效数字的概念 1 1 有效数字的定义有效数字的定义 在测量结果中，所有可靠数字再加上末位的存疑数在测量结果中，所有可靠数字再加上末位的存疑数字，统称为测量结果的字，统称为测量结果的有效数字有效数字。有效数字中所有位数的个数称为有效数字的位数。有效数字中所有位数的个数称为有效数字的位数。2、有效数字的读取规则、有效数字的读取规则 1）记录测量仪器的精度、级别、最小分度值（最小刻）记录测量仪器的精度、级别、最小分度值（最小刻度值）；度值）；2）估计测量仪器的仪器误差限；）估计测量仪器的仪器误差限；3）记录有效

29、数字时）记录有效数字时要记录到误差所在位要记录到误差所在位。用用300mm长的毫米分度钢尺测量长度，应如何长的毫米分度钢尺测量长度，应如何读取并记录数据？读取并记录数据？解：解：该钢尺最小分度值为该钢尺最小分度值为1mm，仪器误差限取最小分仪器误差限取最小分度值的一半，即度值的一半，即 正确记录数据方法是正确记录数据方法是：1）确切读出钢尺上有刻线的位）确切读出钢尺上有刻线的位数；数；2）应估读一位，即读到）应估读一位，即读到0.1mm位。位。如如 22.5 mm。mm5.0仪 伏安法测量电压和电流值。若使用量程分别为伏安法测量电压和电流值。若使用量程分别为10V和和10mA的的 0.5级的电

30、压表和电流表，应如何读取并级的电压表和电流表，应如何读取并记录数据？记录数据？解：解：由仪器误差限计算公式（表由仪器误差限计算公式（表1-3-1），可得：），可得：因此读取并记录电压和电流的有效数字时，应分别因此读取并记录电压和电流的有效数字时，应分别记录到记录到0.01V和和0.01mA位。位。如：如：1.00V；2.00mA。05.0105.0%仪mNk 也有些仪器仪表一般不进行估读或不可能估读。也有些仪器仪表一般不进行估读或不可能估读。例如：数字显示仪表，只能读出其显示器上所记录例如：数字显示仪表，只能读出其显示器上所记录的数字。当该仪表对某稳定的输入信号表现出不稳定的的数字。当该仪表对

31、某稳定的输入信号表现出不稳定的末位显示时，表明该仪表的不确定度可能大于末位显示末位显示时，表明该仪表的不确定度可能大于末位显示的的 1 1，此时可记录一段时间间隔内的平均值。，此时可记录一段时间间隔内的平均值。3 3、有效数字在实际测量中的应用、有效数字在实际测量中的应用 1 1）有效数字的位数与仪器精度（最小分度值）有关）有效数字的位数与仪器精度（最小分度值）有关 2 2）有效数字的位数与小数点的位置无关。）有效数字的位数与小数点的位置无关。3 3）关于）关于“0”0”的处理的处理 数值中间和末尾的数值中间和末尾的“0”“0”均为有效数字，均为有效数字，如：如：50.0750.07，2.40

32、02.400。数值前的数值前的“0”“0”不属有效数字。不属有效数字。如：如：0.0120.012 4）科学记数法）科学记数法 对数量级很大或较小的测量值，使用科学记数法，对数量级很大或较小的测量值，使用科学记数法，写成写成 的幂次形式，其中：的幂次形式，其中：a为为19之间的之间的实数，实数，n为任意整数。为任意整数。例如地球半径是例如地球半径是6371 km，用科学记数法表示为用科学记数法表示为 6.371 106 m。氦氖激光波长为氦氖激光波长为 632.8 nm，用科学记数法表示为，用科学记数法表示为6.328 107m。na10 5)5)尾数舍入规则尾数舍入规则(数字的截尾规则数字的

33、截尾规则)为了使运算过程简单或准确地表示有效数字，需要为了使运算过程简单或准确地表示有效数字，需要对不应保留的尾数进行舍入。对不应保留的尾数进行舍入。舍入规则是舍入规则是“四舍六入五凑偶四舍六入五凑偶”即：即：小于五小于五舍去舍去，大于五，大于五进位进位，等于五时则把尾数，等于五时则把尾数凑成偶数凑成偶数。例如例如:对以下数据保留对以下数据保留4位有效位数字位有效位数字 1.043461.043 1.04368 1.044 5.76453 5.764（舍（舍5不进位）不进位）5.76153 5.762（舍（舍5进位）进位）二二 有效数字的运算规则有效数字的运算规则 1 有效数字运算的基本原则有

34、效数字运算的基本原则 1）准确数与准确数运算，结果为准确数。）准确数与准确数运算，结果为准确数。2）可疑数与任何数运算，结果为可疑数。）可疑数与任何数运算，结果为可疑数。3）运算过程中可保留）运算过程中可保留 2 位可疑数，最终结果位可疑数，最终结果一般只保留一般只保留1位可疑数。位可疑数。2 有效数字运算规则有效数字运算规则1 1）加减法运算）加减法运算 13.13.5 51.621.625 515.15.125125，结果取，结果取15.15.1 1 71.71.3 30.750.753 370.70.547547，结果取，结果取70.70.5 52 2）乘除法运算）乘除法运算 23.23

35、.1 1 2.2.2 25 50 0.8282，结果取结果取5 51 1 3725.3725.8 813613627.27.4 4 3)乘方、开方：一般与底的位数相同乘方、开方：一般与底的位数相同 765 25.8510 5 4)函数运算函数运算(简算法简算法)三角函数、对数，由有效数字的位数确定三角函数、对数，由有效数字的位数确定 Sin 30012=0.50301.14200 3 3 测量结果的有效数字测量结果的有效数字 不确定度的有效数字不确定度的有效数字 ：一般一般只取一位有效数字只取一位有效数字 ，余数余数“只进不舍只进不舍”。间接测量结果的有效数字间接测量结果的有效数字 ：测量结果

36、的有效位数的测量结果的有效位数的末位，要与不确定度所在的位对齐，舍去其它多余的存末位，要与不确定度所在的位对齐，舍去其它多余的存疑数字。疑数字。用单摆测量重力加速度用单摆测量重力加速度g。直接测量值为：周期。直接测量值为：周期 T 2.009 0.002（s），摆长），摆长L1.000 0.001（m），），试计算不确定度并表示测量结果。试计算不确定度并表示测量结果。解：解：重力加速度计算公式重力加速度计算公式 g=（4 2L）/T2，重力加速度重力加速度g 的算术平均值的算术平均值:=(4 3.142 1.000)/2.0092=9.771 g 计算计算g g的相对不确定度的相对不确定度 计算计算g g的不确定度的不确定度32222102.2)009.2002.02()000.1001.0()2()(TLgTLg0.0217)009.2002.02()000.1001.0(9.771)2()(2222TLgTLg 只取一位有效数字只取一位有效数字，“只进不舍只进不舍”，g0.03 注意：测量结果值的有效位数的末位，与不确定度注意：测量结果值的有效位数的末位，与不确定度所在的位对齐。所在的位对齐。重力加速度重力加速度测量结果表示为：测量结果表示为：g9.77 0.03（m/s2)