首頁 化工原理實驗

第七章

一、實驗誤差分析的重要性

實驗觀測值和真值之間存在的差異稱為誤差。產生誤差的原因有測試周圍環境的影響,測量所用儀器或工具本身精度的限製,測試方法的不完善以及測試人員觀察力和經驗等的限製。為了提高實驗的精度,縮小實驗觀測值和真值之間的差值,需要對實驗數據誤差進行分析和討論。

隨著科學水平的提高和人們經驗、技巧和專門知識的豐富,實驗中的誤差可以逐漸縮小,但做不到使實驗沒有誤差,誤差始終存在於實驗過程之中。

通過對實驗誤差進行分析,可以認清誤差的來源及影響,使實驗人員有可能預先確定導致實驗總誤差的最大組成因素,並設法排除數據中所包含的無效成分,進一步改進實驗方案。實驗誤差分析也提醒實驗人員注意主要誤差來源,精心操作,使實驗的準確度得以提高。

二、實驗數據的有效數字及記數法

在實驗過程中,測量結果或計算的量總是表現為數字,而這些數字就代表了欲測量的近似值。究竟對這些近似值應該取多少位數合適呢?對於這一問題,不是說一個數值中小數點後麵位數越多就越準確。實驗中從測量儀表上所讀數值的位數是有限的,這取決於測量儀表的精度,其最後一位數字往往是儀表精度所決定的估計數字。例如某液麵計標尺的最小分度為1mm,則讀數可以到0.1mm。如在測定時液位高度在刻度524mm與525mm的中間,則應記液麵高為524.5mm,其中前三位是直接讀出的,是準確的,最後一位是估計的,是欠準的,該數據為4位有效數字。如液位恰在524mm刻度上,該數據應記為524.0mm,若記為524mm,則失去一位(末位)有效數字。由上例可見,當液位高度為524.5mm時,最大誤差為±0.5mm。

1.有效數字

實驗中得到的數據,除最後一位為可疑或不完全確定的數字外,其餘均為確定數字,這樣的一組數稱為有效數字。這一組數有幾位就稱幾位有效數字。如0.0037隻有兩位有效數字,而370.0則有四位有效數字。與精度無關的“0”不是有效數字,如0.0037中的0.00;與精度有關的“0”是有效數字,如370.0中最後一個0是有效數字。要注意有效數字不一定都是可靠數字。如測流體阻力所用的U形管壓差計,最小刻度是1mm,但實驗人員可以讀到0.1mm,如342.4mm,此時有效數字為4位,而可靠數字隻有三位,最後一位不可靠,稱為可疑數字。記錄測量數值時隻可保留一位可疑數字。