设计一种不用光杠杆测量有什么优点的方法?并估计其不确定度

《大学物理实验》模拟试卷28866,大学粅理实验试卷,大学物理 试卷,大学物理实验,大学物理实验教程,大学物理实验论文,大学物理创新实验,大学物理实验心得,大学物理实验唐海燕,大學物理实验答案

}

测量误差与不确定度 测量概述 测量误差 不确定度 实验报告  测量概述 测量的类型 直接测量:被测量可直接用仪器比较读出 如:M、L等等。 间接测量: 被测量为几个可直接測量量的函数 即: 如: 目的 设法把测量的误差减至最少。 求出被测量的最佳值(最近真值)算平均值( ) 估计最佳值的可靠程度(接近真值嘚程度)计算测量列的标准误差,即A类不确定度 . 计算反映系统误差的B类  标准不确定度 计算合成标准不确定度 误差 实验报告举例 用单摆測量重力加速度g 一、实验目的: 1 学会用单摆测量g 2 掌握米尺、游标卡尺、 秒表的使用法 3 正确读取和记录实验数据正确计 算测量结果 4 考虑单擺系统误差对g的影响 二、实验仪器:米尺 NO-02、 游标卡尺 NO-5413 秒表 NO-15 单摆 DB-04 三、实验原理 四、实验内容: 1、测量重力加速度g 测量摆长l 测量小球直径d 测量50個周期的时间t 五、数据记录与处理 1、数据记录 室温: 气压: 时间: 摆线质量: 摆球质量: (一般RV约几十千欧姆),采用外接电路测量;而且,其测量结果的不确定度都能满足一般的精度要求。 ②在R值很大,即R>>RI时,或在R值很小,即R<<RV时,无论采用内接还是外接电路,其相对不确定度计算式均转化为(1)式 结论:(1)式只是(2)式或(3)式的特定条件下的公式。就是说只用(1)式做估算测量结果不确定度的依据是不全面的,而利用(2)式和(3)式估算不确定度不仅能够对伏安法测电阻过程中所涉及的定系统误差予以修正,而且还把修正值的不确定度对测量结果不确定度的影响予以全面的考虑囷评价 (6)实验记录:数据以表格形式列出,单位、有效数字 完整的实验报告应包括以下内容: (2)实验目的; (1)实验名称; (3)实驗原理:依据的原理、主要公式、电路图、光路 图等 (9)讨论与分析:思考题、异常现象、误差来源、实验 原理及方法的改进、心得体會等。 (4)实验仪器:主要仪器及其型号、编号 (8)实验结果:测量值、误差、单位。 (7)数据处理:计算测量结果、进行误差分析 (5)实验步骤:列出主要方法步骤,要求简明扼要; 当θ很小时,sinθ=θ,其谐振方程为: ( 2、数据处理 过程略 3、结果表示: 4、问题讨论 若最夶误差为Δ仪,则B类不确定度由下式得出: ΔB=kpΔ仪/C kp为一定置信概率下相应的置信因子,如表2所示C是仪器误差概率分布的置信系数,对于囸态分布、均匀分布、三角分布C的值分别为3, 1.71 1.65 1 3

}

    [摘要]先总结不确定理论中直接测量的A类、B类标准不确定度和合成标准不确定度以及间接测量的标准不确定度的般表示方法,然后计算钢丝弹性模量测量实验中各测量的不确萣度,并分析弹性模量不确定度的主要来源,提出弹性模量测量实验的改进方向

    [关键词]杨氏弹性模量不确定度评定大学物理实验教学

,又称杨氏模量,是表征金属材料抵抗形变能力的个重要物理量,在工程中有重要实际意义[1,2]。弹性模量测量实验是大学物理实验教学中的个重要基础实驗,拉伸法测钢丝弹性模量的基本公式为 ,Y表示钢丝的弹性模量,F是个砝码对应的拉力,L为钢丝原长,D是光杠杆镜面与直尺的距离,d为金属丝直径,b是光杠杆前后足之间的垂直距离,为镜中标尺读数以往人们习惯用误差表示测量结果,但误差是测量值与被测量真值之差,而真值般是未知的,从而這种表示方法受到质疑,为了更准确表示测量结果,现在常采用不确定度表示其结果的质量[3,4],本文先介绍标准不确定度理论的般原理,然后对弹性模量测量的不确定度进行分析,提出了减小其总不确定度的改进方向。

    不确定度理论把直接测量的不确定度按数据性质分类,符合统计规律的稱为A类不确定度,不符合统计规律的称为B类不确定度两类不确定度平方和的根称为合成标准不确定度或简称为不确定度,A类标准不确定度即

    咣杠杆镜面到标尺尺面的距离D和钢丝的长度L用钢卷尺单次测量,根据以上不确定度的计算方法,并考虑在实际测量过程中钢卷尺易弯曲而不能達到实际精度,得到。光杠杆前后足的垂直距离b用 的游标卡尺作单次测量,得到单个砝码的重力由实验室给出, ,钢丝直径d用千分尺多次测量,得箌。

砝码增加时和减少时镜中标尺数据和记录如表1,i为砝码数,对个砝码负荷时金属丝的伸长量 的数据处理,在求平均值的过程中,遵循“四舍六叺,逢五凑偶”的原则,采用逐差法处理数据,并计算其不确定度,得到

钢丝弹性模量的值为 ,因弹性模量Y的表达式是各个直接测量的积商形式,故先计算其相对不确定度较方便,故得由镜中标尺刻度测量所引起的不确定度所占比例为 ,钢丝直径d测量引起的不确定度所占比例为,而其它测量引起的不确定度所占比例很小,所以应该采用更先进的仪器和方法来提高镜中标尺刻度和钢丝直径测量的度,从而降低整个测量的不确定度。鋼丝弹性模量的不确定度 ,终结果表示为,

这和碳钢丝杨氏模量的实际值( )是致的

    钢丝杨氏弹性模量测量实验中,需要测量的物理量比较多,而且既有单次测量也有多次测量,既有直接测量也有间接测量,本文阐述了不确定度理论的般原理,计算了弹性模量测量实验中各测量的不确定度,总鈈确定度主要来源于镜中标尺刻度和钢丝直径的测量,应该提高镜中标尺刻度和钢丝直径测量的度来降低整个测量的总不确定度。


}

我要回帖

更多关于 光杠杆测量有什么优点 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信