❶ 物理中,哪些情況會造成誤差
測量時,由於各種因素會造成少許的誤差,這些因素必須去了解,並有效的解決,方可使整個測量過程中誤差減至最少。測量時,造成誤差的主要有系統誤差和隨機誤差,而系統誤差有下列情況:誤讀、誤算、視差、刻度誤差、磨耗誤差、接觸力誤差、撓曲誤差、餘弦誤差、阿貝 (Abbe) 誤差、熱變形誤差等。系統誤差的大小在測量過程中是不變的,可以用計算或實驗方法求得,即是可以預測,並且可以修正或調整使其減少。這些因素歸納成五大類,詳細內容敘述如下:
1. 人為因素
由於人為因素所造成的誤差,包括誤讀、誤算和視差等。而誤讀常發生在游標尺、分厘卡等量具。游標尺刻度易造成誤讀一個最小讀數,如在10.00 mm處常誤讀成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成誤讀一個螺距的大小,如在10.20 mm常誤讀成10.70 mm或9.70 mm。誤算常在計算錯誤或輸入錯誤數據時所發生。視差常在讀取測量值的方向不同或刻度面不在同一平面時所發生,兩刻度面相差約在0.3~0.4 mm之間,若讀取尺寸在非垂直於刻度面時,即會產生 的誤差量。為了消除此誤差,製造量具的廠商將游尺的刻劃設計成與本尺的刻劃等高或接近等高,(游尺刻劃有圓弧形形成與本尺刻劃幾近等高,游尺為凹V形且本尺為凸V形,因此形成兩刻劃等高。
2. 量具因素
由於量具因素所造成的誤差,包括刻度誤差、磨耗誤差及使用前未經校正等因素。刻度分劃是否准確,必須經由較精密的儀器來校正與追溯。量具使用一段時間後會產生相當程度磨耗,因此必須經校正或送修方能再使用。
3. 力量因素
由於測量時所使用接觸力或接觸所造成撓曲的誤差。依據虎克定律,測量尺寸時,如果以一定測量力使測軸與機件接觸,則測軸與機件皆會局部或全面產生彈性變形,為防止此種彈性變形,測軸與機件應采相同材料製成。其次,依據赫茲 (Hertz) 定律,若測軸與機件均採用鋼時,其彈性變形所引起的誤差量
應用量表測量工件時,量表固定於支持上,支架因被測量力會造成彈性變形,如圖2-4-3所示,在長度 的斷面二次矩為 ,長 的支柱為 ,縱彈性系數分別為 、 ,因此測量力為P時,撓曲量 為 。為了防止此種誤差,可將支柱增大並盡量縮短測量軸線伸出的長度。除此之外,較大型量具如分厘卡、游標尺、直規和長量塊等,因本身重量與負載所造成的彎曲。通常,端點標准器在兩端面與垂直線平行的支點位置為0.577全長時,其兩端面可保持平行,此支點稱之為愛里點 (Airey Points) 。線刻度標准器支點在其全長之0.5594位置,其全長彎曲誤差量為最小,此處稱之為貝塞爾點 (Bessel Points)
4. 測量因素
測量時,因儀器設計或擺置不良等所造成的誤差,包括餘弦誤差、阿貝誤差等。餘弦誤差是發生在測量軸與待測表面成一定傾斜角度 ,如圖2-4-5所示其誤差量為 , 為實際測量長度。通常,餘弦誤差會發生在兩個測量方向,必須特別小心。例如測量內孔時,徑向測量尺寸需取最大尺寸,軸向測量需取最小尺寸。同理,測量外側時,也需注意取其正確位置。測砧與待測工件表面必須小心選用,如待測工件表面為平面時需選用球狀之測砧、工件為圓柱或圓球形時應選平面之測砧。阿貝原理 (Abbe』 Law) 為測量儀器的軸線與待測工件之軸線需在一直在線。否則即產生誤差,此誤差稱為阿貝誤差。通常,假如測量儀器之軸線與待測工件之軸線無法在一起時,則需盡量縮短其距離,以減少其誤差值。若以游標尺測量工件為例,如圖2-4-6所示,其誤差為 ,因此欲減少游標尺測量誤差,需將本尺與游尺之間隙所造成之 角減小及測量時應盡量靠近刻度線。若以量表測量工件為例,如圖2-4-7所示其量表之探針為球形,工件為圓柱,兩軸心有偏位量 時,其接觸的誤差量為 。若量表之探針和工件均為平面時,若兩平面傾斜一定角度 時,其接觸的誤差量為 如圖2-4-8所示,此誤差稱為正弦誤差。圖2-4-9所示為凸輪在機構設計的誤差分析圖,為了減少磨損,常將從動件的端頭設計成半徑為 的圓球或圓柱體,兩者間的壓力角為 ,因此引起誤差為 。
5. 環境因素
測量時受環境或場地之不同,可能造成的誤差有熱變形誤差和隨機誤差為最顯著。熱變形誤差通常發生於因室溫、人體接觸及加工後工件溫度等情形下,因此必須在溫濕度控制下,不可用手接觸工件及量具、工件加工後待冷卻後才測量。但為了縮短加工時在加工中需實時測量,因此必須考慮各種材料之熱脹系數 作為補償,以因應溫度材料的熱膨脹系數 不同所造成的誤差。常用各種材料的熱膨脹系數如表2-4-2所示。通常,必須應用下列公式修正:CMR: 工件在 20℃時的長度
尺的熱脹冷縮是環境誤差,網路誤差的定義里有
❷ 初中物理,用通俗的語言解釋系統誤差和偶然誤差。
你好!初中物理關於「誤差」的知識,這里較為系統地回答一下:
一、誤差:
1、誤差的定義:測量時,受所用儀器和測量方法的限制,測量值和真實值之間的差別叫誤差;
2、誤差產生原因:測量工具、測量方法、測量環境、人為因素;
3、減小誤差的方法:多次測量求平均值、選用更精密的儀器、改進測量方法等;
4、多次測量求平均值:一般採取至少測量3次(有時要求5次或7次),求平均值(即數學上的算術平均值)。若要寫出誤差,則寫成:M±E (E一般為標准差):數據的離散程度可以用方差或標准差來刻畫(有關算數平均值、方差、標准差的知識,在初中數學中學習過,這里就不再贅述)。
5、注意:求多次測量的平均值時,應將粗差(測量壞值)排除。粗差的特點:沒有確定性,是由於人為錯誤產生的,因此它不是誤差,是錯誤!!
6、誤差不是錯誤,誤差只能減小而不能消滅;而錯誤是由於不遵守測量儀器的使用規則或主觀粗心造成的,是不該發生的,是能夠避免的;
二、誤差分類:分為系統誤差和偶然誤差(也叫隨機誤差)。
1、系統誤差:由於測量工具或測量方法本身造成的誤差。系統誤差不可避免,但可以減小。例如:採用更精密的測量儀器,採用更加科學完美的測量方法。
2、偶然誤差(隨機誤差):由於外界條件因素的變化和人為觀測所產生的誤差。偶然誤差不可避免,但可以減小。例如:選擇正確的觀測時間、避免疲勞觀測,考慮天氣等因素的影響,並在觀測方法上改進(例如:採用往返測)。
三、深刻理解「系統誤差」和「偶然誤差」:
1. 系統誤差:
(1) 由於儀器結構上不夠完善或儀器未經很好校準等原因會產生誤差。例如,各種刻度尺的熱脹冷縮,溫度計、表盤的刻度不準確等都會造成誤差。
(2) 由於實驗本身所依據的理論、公式的近似性,或者對實驗條件、測量方法的考慮不周也會造成誤差。例如,熱學實驗中常常沒有考慮散熱的影響,用伏安法測電阻時沒有考慮電表內阻的影響等。
(3) 由於測量者的生理特點,例如反應速度,分辨能力,甚至固有習慣等也會在測量中造成誤差。
以上都是造成系統誤差的原因。系統誤差的特點是測量結果向一個方向偏離,其數值按一定規律變化。我們應根據具體的實驗條件,系統誤差的特點,找出產生系統誤差的主要原因,採取適當措施降低它的影響。
2. 偶然誤差:
(1) 在相同條件下,對同一物理量進行多次測量,由於各種偶然因素,會出現測量值時而偏大,時而偏小的誤差現象,這種類型的誤差叫做偶然誤差。
(2) 產生偶然誤差的原因很多,例如讀數時,視線的位置不正確,測量點的位置不準確,實驗儀器由於環境溫度、濕度、電源電壓不穩定、振動等因素的影響而產生微小變化,等等,這些因素的影響一般是微小的,而且難以確定某個因素產生的具體影響的大小,因此偶然誤差難以找出原因加以排除。
(3) 但是實驗表明,大量次數的測量所得到的一系列數據的偶然誤差都服從一定的統計規律,這些規律有:
a. 絕對值相等的正的與負的誤差出現機會相同;
b. 絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現的機會多;
c. 誤差不會超出一定的范圍。
(4) 實驗結果還表明,在確定的測量條件下,對同一物理量進行多次測量,並且用它的算術平均值作為該物理量的測量結果,能夠比較好地減少偶然誤差。
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❸ 八上物理 測量長度產生誤差的原因
誤差的出現由以下原因:1測量儀器的自身誤差,2人為誤差,人看的角度不同測出的數據就有差異,還有人的各感覺器官都有一定影響,3外界因素導致的誤差,如:溫度、光、風等
❹ 大學物理多普勒效應測量過程中,引起誤差的原因有哪些
大學物理一般都是用聲波和超聲波做實驗的。誤差原因:
1、頻率源不穩定
2、頻率計不準確
3、運行速度不準確
4、介質(一般是空氣)不穩定,受干擾,風吹
5、多台儀器放在一起,相互干擾
6、如果是超聲波,距離太遠造成聲波衰減過大,引起測頻的判別誤差。
就是這些了。
❺ 產生誤差的來源有哪些
測量誤差產生的原因:
1、測量器具:測量器具設計中存在的原理誤差,如杠桿機構、阿貝誤差等。製造和裝配過程中的誤差也會引起其示值誤差的產生。例如刻線尺的製造誤差、量塊製造與檢定誤差、表盤的刻制與裝配偏心、光學系統的放大倍數誤差、齒輪分度誤差等。其中最重要的是基準件的誤差,如刻線尺和量塊的誤差,它是測量器具誤差的主要來源。
2、測量方法:間接測量法中因採用近似的函數關系原理而產生的誤差或多個數據經過計算後的誤差累積。
3、測量環境:測量環境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動、空氣質量等因素。在一般測量過程中,溫度是最重要的因素。測量溫度對標准溫度(+20℃)的偏離、測量過程中溫度的變化以及測量器具與被測件的溫差等都將產生測量誤差。
4、測量人員:測量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調整誤差等引起,它的大小取決於測量人員的操作技術和其它主觀因素。
在測量時,測量結果與實際值之間的差值叫誤差。真實值或稱真值是客觀存在的,是在一定時間及空間條件下體現事物的真實數值,但很難確切表達。測得值是測量所得的結果。這兩者之間總是或多或少存在一定的差異,就是測量誤差。測量誤差按其對測量結果影響的性質,可分為系統誤差和偶然誤差。在此模型中,塊金效應等於方差 ε(s)(稱作微刻度變化)加上方差 δ(s)(稱作測量誤差)。當不存在測量誤差時,克里金法是一個精確插值器,這意味著如果在某個已採集數據的位置進行預測,那麼預測值將與測量值相同。
測量誤差的分類:
1、系統誤差:相同的測量條件下,多次測取同一被測幾何量的量值時,絕對值和符號均保持不變的測量誤差,或者絕對值和符號按一定規律變化的測量誤差。
2、隨機誤差:隨機誤差是指在相同的測量條件下,多次測取同一被測幾何量的量值時,絕對值和符號已不可預測的方式變化著的測量誤差。
3、粗大誤差:粗大誤差是指超出在規定測量條件下預計的測量誤差,即對測量結果產生明顯歪曲的測量誤差。
❻ 誤差的產生原因是什麼
根據誤差產生的原因及性質可分為系統誤差與偶然誤差兩類。
1、系統誤差又稱可測誤差,它是由分析操作過程中的某些經常發生的原因造成的。
主要來源有以下幾個方面:儀器誤差、方法誤差、試劑誤差、操作誤差、主觀誤差
2、偶然誤差:在相同條件下,對同一物理量進行多次測量,由於各種偶然因素,會出現測量值時而偏大,時而偏小的誤差現象,這種類型的誤差叫做偶然誤差。
產生偶然誤差的原因很多,例如讀數時,視線的位置不正確,測量點的位置不準確,實驗儀器由於環境溫度、濕度、電源電壓不穩定、振動等因素的影響而產生微小變化等等。
這些因素的影響一般是微小的,而且難以確定某個因素產生的具體影響的大小,因此偶然誤差難以找出原因加以排除。
(6)物理產生誤差原因是什麼意思擴展閱讀
由於人為因素所造成的誤差,包括誤讀、誤算和視差等。
而誤讀常發生在游標尺、分厘卡等量具。游標尺刻度易造成誤讀一個最小讀數,如在10.00
mm處常誤讀成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成誤讀一個螺距的大小,如在10.20 mm常誤讀成10.70 mm或9.70
mm。
誤算常在計算錯誤或輸入錯誤數據時所發生。視差常在讀取測量值的方向不同或刻度面不在同一平面時所發生,兩刻度面相差約在0.3~0.4
mm之間,若讀取尺寸在非垂直於刻度面時,即會產生
的誤差量。
為了消除此誤差,製造量具的廠商將游尺的刻劃設計成與本尺的刻劃等高或接近等高,(游尺刻劃有圓弧形形成與本尺刻劃幾近等高,游尺為凹V形且本尺為凸V形,因此形成兩刻劃等高。
❼ 物理裡面所說的偶然誤差 和系統誤差 分別指的是什麼
從多次測量揭示出的實驗誤差稱為偶然誤差
不能從多次測量揭示出的實驗誤差稱為系統誤差
系統誤差是由於儀器的某些不完善、測量技術上受到限制或實驗方法不夠完善沒有保證正確的實驗條件等原因產生,如停表測時間時,停表不準確,慢了,測的時間間隔總是偏小
偶然誤差的特點是它的隨機性。如果我們對一些物理量只進行一次測量,其值可能比真值大也可能比真值小,這完全是偶然的,產生偶然誤差的原因無法控制,所以偶然誤差總是存在,通過多次測量取平均值可以減小偶然誤差,但無法消除
❽ 物理實驗數據的誤差來源有哪些
物理實驗數據的誤差來源主要有3點,分別為在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場;調節超聲波的諧振頻率時出現誤差;示波器上判斷極大值的位置不準確也會引入人為的和儀器的誤差。
物理是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言,以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標准。
❾ 產生誤差的主要原因是什麼
不同類型的誤差產生的主要原因不同。誤差根據產生的原因及性質可分為系統誤差與偶然誤差兩類。
1、系統誤差,又稱可測誤差,它是由分析操作過程中的某些經常發生的原因造成的。
主要來源有以下幾個方面:
①儀器誤差:是由使用的儀器本身不夠精密所造成的
②方法誤差:是有分析方法本身造成的
③試劑誤差:是由所用蒸餾水含有雜質或使用的試劑不純造成的
④操作誤差:是由操作人員掌握分析操作的條件不成熟、個人觀察器官不敏銳和固有的習慣造成的
⑤主觀誤差:是由操作人員主觀原因,如觀察判斷能力的缺陷或不良習慣造成的
2、偶然誤差:在相同條件下,對同一物理量進行多次測量,由於各種偶然因素,會出現測量值時而偏大,時而偏小的誤差現象,這種類型的誤差叫做偶然誤差。
產生偶然誤差的原因很多,例如讀數時,視線的位置不正確,測量點的位置不準確,實驗儀器由於環境溫度、濕度、電源電壓不穩定、振動等因素的影響而產生微小變化等等。這些因素的影響一般是微小的,而且難以確定某個因素產生的具體影響的大小,因此偶然誤差難以找出原因加以排除。
(9)物理產生誤差原因是什麼意思擴展閱讀:
減少系統誤差的方法
1、採用修正值方法
對於定值系統誤差可以採取修正措施。一.般採用加修正值的方法。對於間接測量結果的修正,可以在每個直接測量結果上修正後,根據函數關系式計算出測量結果。
修正值可以逐一一求出,也可以根據擬合曲線求出。應該指出的是,修正值本身也有誤差。所以測量結果經修正後並不是真值,只是比未修正的測得值更接近真值。它仍是被測量的一個估計值,所以仍需對測量結果的不確定度作出估計。
2、從產生根源消除
用排除誤差源的辦法來消除系統誤差是比較好的辦法。這就要求測量者對所用標准裝置,測量環境條件,測量方法等進行仔細分析、研究,盡可能找出產生系統誤差的根源,進而採取措施。