理论教育 大学物理实验:间接测量误差传递合成

大学物理实验:间接测量误差传递合成

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)误差传递的基本公式设函数y=f(x1,x2,…4)不确定度的误差传递公式由式或式可导出间接测量的不确定度的误差传递公式,即例1-4已知某金属环的内径D1=cm,外径D2=cm,高度h=cm,求该金属环的体积V。

大学物理实验:间接测量误差传递合成

1)误差传递的基本公式

设函数y=f(x1,x2,…,xn),且x1,x2,…,xn为彼此独立的直接测量量,利用全微分公式有

或对该函数取自然对数后,再利用全微分公式有

式(1-4-2)和式(1-4-3)为误差传递的基本公式,如果间接测量量是直接测量量的和函数或差函数时,一般选择式(1-4-2)计算较为方便,当间接测量量是直接测量量的积函数或商函数时,采用式(1-4-3)计算比较方便。

2)标准偏差传递公式(方根法)

由式(1-4-2)或式(1-4-3)可导出间接测量的标准偏差传递公式,即

对于式(1-4-4)和式(1-4-5),如果代入测量列标准偏差和测量值xi,计算所得Sy就是测量列的标准偏差,如果代入算术平均值的标准偏差和平均值,计算所得用表示,称为算术平均值的标准偏差。

3)算术合成的误差传递公式

由式(1-4-2)或式(1-4-3)可导出间接测量的算术合成的误差传递公式,即(www.daowen.com)

利用算术合成的误差传递公式计算误差,在一定程度上会夸大测量结果的误差,尤其在分项较多的情况下。但在误差分析、实验设计或比较粗略的误差计算中,这样的误差估计是比较简单和稳妥的。

4)不确定度的误差传递公式

由式(1-4-2)或式(1-4-3)可导出间接测量的不确定度的误差传递公式,即

例1-4 已知某金属环的内径D1=(2.880±0.004)cm,外径D2=(3.600±0.004)cm,高度h=(2.575±0.004)cm,求该金属环的体积V。

解 根据题意得,金属环的平均体积为

对金属环的体积取对数及求偏导数,可得

利用不确定度的误差传递公式可得

因此,金属环的体积为

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