成都理工误差实验报告数据处理
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误差与实验数据处理实验报告误差与实验数据处理实验报告引言:实验是科学研究的基础,而数据处理则是实验结果的关键环节。
在实验中,我们不可避免地会遇到误差,而正确处理误差对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。
本实验旨在探讨误差的来源、分类以及如何进行实验数据处理,以提高实验结果的可信度。
一、误差的来源1.1 人为误差人为误差是由实验操作者的技术能力、主观判断和个人经验等因素引起的误差。
例如,在使用仪器时,操作者的手部不稳定、读数不准确等都可能导致人为误差的产生。
1.2 仪器误差仪器误差是由于仪器本身的设计、制造和使用不完美而产生的误差。
每个仪器都有其精度和灵敏度限制,而这些限制会对实验结果产生影响。
因此,在进行实验前,我们需要了解仪器的精度和灵敏度,并在数据处理时进行相应的修正。
1.3 环境误差环境误差是由实验环境中的温度、湿度、气压等因素引起的误差。
这些因素会对实验结果产生影响,因此,在实验过程中,我们需要控制环境条件,或者在数据处理时进行环境误差的修正。
二、误差的分类2.1 系统误差系统误差是由于实验装置、仪器或操作方法等造成的误差,其特点是在多次实验中具有一定的规律性。
系统误差可以通过校正仪器、改进操作方法等方式进行减小。
2.2 随机误差随机误差是由于实验过程中的偶然因素引起的误差,其特点是在多次实验中无规律可循。
随机误差可以通过增加实验次数、采用统计方法等方式进行减小。
三、实验数据处理方法3.1 平均值处理平均值处理是最常用的实验数据处理方法之一。
通过多次实验,取得的数据可以计算出平均值,从而减小随机误差的影响。
在计算平均值时,需要注意排除掉明显与其他数据不符的异常值,以保证结果的准确性。
3.2 不确定度分析不确定度是对实验结果的精度进行评估的指标。
在实验数据处理中,我们需要对每个数据的不确定度进行分析,以确定实验结果的可靠程度。
不确定度的计算可以采用传统的“合成法”或“最大偏差法”,具体选择哪种方法取决于实验的特点和要求。
误差处理的实验报告误差处理的实验报告引言:误差是实验中不可避免的一部分,它可能来自于测量仪器的精度、实验条件的变化、人为操作的不准确等等。
在科学研究和工程实践中,准确地处理误差是非常重要的。
本文将以实验报告的形式,讨论误差的产生原因、常见的误差类型以及如何进行误差处理。
一、误差的产生原因1. 仪器误差:仪器的精度和准确度会对实验结果产生影响。
例如,数字测量仪器的分辨率和灵敏度限制了它们的测量精度。
2. 环境误差:实验条件的变化可能导致误差的产生,如温度、湿度、大气压力等。
3. 人为误差:实验操作者的技术水平、操作不规范等因素都可能引入误差。
二、常见的误差类型1. 随机误差:由于实验条件的不确定性,导致实验结果的不确定性。
随机误差是无法避免的,但可以通过多次实验取平均值来减小其影响。
2. 系统误差:由于仪器或操作的固有偏差,导致实验结果整体上偏离真实值。
系统误差可以通过校正仪器、改进操作方法等方式来减小。
3. 人为误差:由于操作者技术水平的限制,导致实验结果与真实值之间存在偏差。
人为误差可以通过培训和规范操作来降低。
三、误差处理方法1. 确定误差的类型和大小:通过分析实验数据,判断误差的类型和大小,以便采取相应的处理方法。
2. 误差传递分析:当实验结果依赖于多个测量值时,需要进行误差传递分析,以评估结果的不确定性。
3. 误差补偿和校正:对于已知的系统误差,可以通过补偿和校正来减小其影响。
例如,对于温度变化引起的测量误差,可以使用温度补偿方法来校正结果。
4. 误差优化设计:在实验设计阶段,可以采用一些优化方法,如重复测量、交叉验证等,来降低误差的影响。
5. 数据处理和统计分析:通过合理的数据处理和统计分析方法,可以提取有用的信息,并评估实验结果的可靠性。
结论:误差是实验中不可避免的一部分,但可以通过合理的处理方法来减小其影响。
在实验过程中,我们应该注意仪器的选择和校准、规范操作、数据处理和统计分析等方面,以提高实验结果的准确性和可靠性。
误差分析及计算实验报告院系:班级:学号:学生姓名:组别:实验日期:一、实验目的1、熟练掌握水准仪,电子经纬仪,皮卷尺的使用方法。
2、了解及掌握实验数据的整理及误差分析计算的方法。
二、实验仪器三、实验原理测量的基本工作是距离测量、角度测量和高程测量。
由测量实践证明,无论采用的仪器多么精密,观测方法多么严谨,若对某一观测量进行多次观测时就会发现,各观测值之间总存在着差异,这说明观测值之间含有观测误差。
观测误差的产生是不可避免的,按观测误差对测量结果影响性质的不同,可分为系统误差和偶然误差。
系统误差可以通过检校仪器和工具,并在观测方法上设法加以消除和减弱。
偶然误差具有一定规律性:(1)在一定的观测条件下,偶然误差的绝对值不会超过一定的界限。
(2)绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的概率大。
(3)绝对值相等的正误差和负误差出现的概率相等。
(4)当观测次数趋近于无穷大时,偶然误差的算术平均值趋向于零。
评定观测值精度的标准:(一)中误差在一定条件下,观测值l与其真值X之差称为真误差△,即△=li-X(i=1,2,3,……,n)这些独立误差平方和的平均值的极限称为中误差的平方,即m2=limn→∞∆i2 nn——△的个数。
但是在实际测量中,测量次数不可能趋近于无穷大,测量量的真值往往无法知道,为此,又推导出用改正数v计算观测值中误差的实用公式为:m=±vi2 n−1其中vi=li-X’,X‘=lin。
(二)算术平均值中误差已知未知量的算术平均值公式为:x =li n按误差传播定律可得算术平均值中误差:m x =±mn(三)误差传播定律实际工作中有许多量不能直接测量到,需要通过一定关系式用测量的值计算四、实验步骤1、实验要求:如图所示,广场上有A 、B 、C 三点,需要测量∠ABC ,以及边长AB 、BC ,还有A 、B 、C 三点的高程H A 、H B 、HC 各30次;并计算各变量的方差,标准差和H AC 的传递误差。
误差理论与数据处理实验报告姓名:小叶9101学号:小叶9101班级:小叶9101指导老师:小叶目录实验一误差的基本概念实验二误差的基本性质与处理实验三误差的合成与分配实验四线性参数的最小二乘法处理实验五回归分析实验心得体会实验一误差的基本概念一、实验目的通过实验了解误差的定义及表示法、熟悉误差的来源、误差分类以及有效数字与数据运算。
二、实验原理1、误差的基本概念:所谓误差就是测量值与真实值之间的差,可以用下式表示误差=测得值-真值1、绝对误差:某量值的测得值和真值之差为绝对误差,通常简称为误差。
绝对误差=测得值-真值2、相对误差:绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差,因测得值与真值接近,故也可以近似用绝对误差与测得值之比值作为相对误差。
相对误差=绝对误差/真值≈绝对误差/测得值2、精度反映测量结果与真值接近程度的量,称为精度,它与误差大小相对应,因此可以用误差大小来表示精度的高低,误差小则精度高,误差大则精度低。
3、有效数字与数据运算含有误差的任何近似数,如果其绝对误差界是最末位数的半个单位,那么从这个近似数左方起的第一个非零的数字,称为第一位有效数字。
从第一位有效数字起到最末一位数字止的所有数字,不论是零或非零的数字,都叫有效数字。
数字舍入规则如下:①若舍入部分的数值,大于保留部分的末位的半个单位,则末位加1。
②若舍去部分的数值,小于保留部分的末位的半个单位,则末位加1。
③若舍去部分的数值,等于保留部分的末位的半个单位,则末位凑成偶数。
即当末位为偶数时则末位不变,当末位为奇数时则末位加1。
三、实验内容1、用自己熟悉的语言编程实现对绝对误差和相对误差的求解。
2、按照数字舍入规则,用自己熟悉的语言编程实现对下面数据保留四位有四、实验数据整理(一)用自己熟悉的语言编程实现对绝对误差和相对误差的求解。
1、分析:绝对误差:绝对误差=测得值-真值相对误差:相对误差=绝对误差/真值≈绝对误差/测得值2、程序%绝对误差和相对误差的求解x=1897.64 %已知数据真值x1=1897.57 %已知测量值d=x1-x %绝对误差l=(d/x)%相对误差3、在matlab中的编译及运行结果(二)按照数字舍入规则,用自己熟悉的语言编程实现对下面数据保留四位有效数字进行凑整。
误差理论与数据处理实验报告实验报告格式:误差理论与数据处理实验报告实验目的:本实验旨在掌握误差理论的基本知识,通过实际测量和数据处理,深入理解误差的概念、来源、分类和处理方法,以及如何正确地进行测量和数据处理。
实验仪器与设备:数字多用表、频率计、示波器、电路板、标准电阻、无极电位器、万用表、计算机等。
实验原理:误差是指测量结果与真值之间的差异,其来源主要有系统误差和随机误差。
系统误差是由于仪器本身的不精确或环境因素等因素造成的,可以通过校正和调整来消除或减小;随机误差是由于外界干扰等随机因素造成的,通常用统计方法处理。
在进行数据处理时,需要根据误差的类型和大小,选择合适的数据处理方法。
常用的数据处理方法包括加权平均法、最小二乘法、泰勒展开法等。
实验内容:1. 数字多用表的使用:了解数字多用表的功能和使用方法,并进行基本的数值测量和单位换算;2. 频率计的使用:了解频率计的测量原理和使用方法,并进行频率测量实验;3. 电路板的使用:利用电路板进行模拟电路测量实验,掌握电路连接、调试和测量方法,并进行误差分析和处理;4. 标准电阻和无极电位器的使用:了解标准电阻和无极电位器的功能和使用方法,进行电阻测量实验,并进行误差分析和处理;5. 数据处理:根据实验结果,采用不同的数据处理方法进行数据处理,比较各种方法的精度和适用性。
实验过程:1. 数字多用表的使用:依次进行直流电压、交流电压、直流电流、交流电流和电阻测量实验,并在实验报告中记录测量数据和误差分析;2. 频率计的使用:依次进行正弦波、方波和三角波的频率测量实验,并在实验报告中记录测量数据和误差分析;3. 电路板的使用:按照实验指导书要求,进行模拟电路测量实验,并在实验报告中记录电路连接、调试和测量过程、测量数据以及误差分析和处理方法;4. 标准电阻和无极电位器的使用:依次进行电阻测量实验,记录测量数据和误差分析,并比较不同方法的精度和适用性;5. 数据处理:根据各实验部分的测量数据,分别采用加权平均法、最小二乘法和泰勒展开法进行数据处理,并比较各种方法的精度和适用性。
误差理论与数据处理实验报告《误差理论与数据处理》实验报告实验名称:MATLAB软件基础班级:学号:姓名:实验时间:成绩:一、实验目的熟悉MATLAB软件的用户环境;了解MATLAB软件的一般目的命令;掌握MATLAB数组操作与运算函数;掌握MATLAB软件的基本绘图命令;掌握MATLAB语言的几种循环、条件和开关选择结构。
通过该实验的学习,使学生能灵活应用MATLAB软件解决一些简单问题,能借助MATLAB软件进行曲线或图形的绘制。
二、实验原理三、实验内容和结果1.程序及流程1.MATLAB软件的数组操作及运算练习设有分块矩阵A=[],其中E,R,O,S分别为单位矩阵,随机阵、零阵和对角阵,试通过数值计算验证=程序:>> E=eye(3);>> R=rand(3,2);>> O=zeros(2,3);>> S=diag([1 2])>> A=[E RO S]>> a=[E,R+R*SO,S^2]>> A^2-a2.直接使用MATLAB软件进行作图练习1.在同一个坐标下作出sin(2π*1*t)和cos(2π*10*t)2条曲线的图形,并要求在图上加粗相应标注程序:>> x=0:0.001:1;>> plot(x,sin(2*pi*x),x,cos(2*pi*10*x))2.用subplot分别在不同的坐标系下作出下列两条曲线,为每幅图形加上标题。
1.正态分布N(0,1)的概率密度函数曲线;2.反正弦分布的概率密度函数曲线,取a=1。
程序:x=-5:0.01:5;r = randn(1,1);y1=normpdf(x,0,1);y2=1/(pi*sqrt(1-(r ^2)));subplot(2,1,1)plot(x,y1)subplot(2,1,2)plot(x,y2)3画出下列曲面的3维图形:。
实验一一、实训目的:了解等精度与不等精度测量原理并进行线性拟合。
二、实训仪器:实训台、应变传感器实验模块、托盘、砝码、万用表、labview。
三、相关原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε,式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件,如图1-1所示,四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。
图1-1 应变传感器安装图四、实训内容与操作步骤1.应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上,可用万用表测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。
2.差动放大器调零。
从实训台接入±15V电源,检查无误后,合上实训台电源开关,将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接,输出端Uo2接数显电压表(选择2V档)。
将电位器Rw3调到增益最大位置(顺时针转到底),调节电位器Rw4使电压表显示为0V。
关闭实训台电源。
(Rw3、Rw4的位置确定后不能改动)3.按图1-2连线,将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R1)接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。
4.加托盘后电桥调零。
电桥输出接到差动放大器的输入端Ui,检查接线无误后,合上主控台电源开关,预热五分钟,调节Rw1使电压表显示为零。
5.在应变传感器托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g砝码加完,计下数显表值,填入下表1-1,关闭电源。
通过虚拟仪器进行线性拟合得:K=1.57 b=-0.27所以y=-0.27+1.57x半桥测量:y=-0.5+2.32x全桥测量:y=-0.34+4.74x五、数据处理单臂测量:y=129.81经核算算数平均值及其残余误差得计算正确。
本科生实验报告实验课程数字信号处理学院名称信息科学与技术学院专业名称物联网工程学生姓名曹林鑫学生学号201413060301指导教师罗耀耀实验地点6B607实验成绩二〇一六年十月——二〇一六年十二月实验一熟悉Matlab环境一、实验目的1.熟悉MATLAB的主要操作命令。
2.学会简单的矩阵输入和数据读写。
3.掌握简单的绘图命令。
4.用MATLAB编程并学会创建函数。
5.观察离散系统的频率响应。
二、实验内容(1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。
输入A=[1 2 3 4],B=[3 4 5 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。
clear all;a=[1 2 3 4];b=[3 4 5 6];c=a+b;d=a-b;e=a.*b;f=a./b;g=a.^b;n=1:4;subplot(4,2,1);stem(n,a);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A');subplot(4,2,2);stem(n,b);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B');subplot(4,2,3);stem(n,c);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C');subplot(4,2,4);stem(n,d);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D');subplot(4,2,5);stem(n,e);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E');subplot(4,2,6);stem(n,f);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F');subplot(4,2,7);stem(n,g);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G');(2)用MATLAB实现下列序列:1) x(n)=0.8n0≤n≤152) x(n)=e(0.2+3j)n0≤n≤153) x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+2sin(0.25πn+0.1π) 0≤n≤154) 将3)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x16(n)=x(n+16),绘出四个周期。
实验数据误差分析与数据处理在科学研究和实验工作中,数据是我们得出结论、验证假设的重要依据。
然而,实验数据往往并非完美无缺,存在着各种各样的误差。
准确地分析这些误差,并对数据进行恰当的处理,对于获得可靠的研究结果至关重要。
一、误差的来源误差的产生可以归结为多个方面。
首先,测量仪器的精度限制是常见的误差来源之一。
即使是经过校准的仪器,也可能存在一定的测量偏差。
其次,实验环境的变化,如温度、湿度、气压等的波动,会影响实验结果的准确性。
再者,实验操作人员的技能和经验水平参差不齐,操作过程中的疏忽或不当也可能引入误差。
另外,样本的代表性不足、实验设计的不合理等因素也可能导致误差的产生。
以物理实验为例,测量长度时使用的尺子精度不够,可能导致测量结果与真实值存在偏差。
在化学实验中,反应条件的细微变化,如温度未能精确控制在设定值,可能影响化学反应的进程和产物的生成量。
二、误差的分类误差通常可以分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。
系统误差是在相同条件下,多次测量同一量值时,误差的绝对值和符号保持恒定,或在条件改变时,按一定规律变化的误差。
这种误差往往是由测量仪器本身的缺陷、测量方法的不完善或环境因素的恒定影响等原因造成的。
比如,使用未经校准的天平称量物体,每次测量都会存在相同方向和大小的偏差,这就是系统误差。
随机误差则是在相同条件下,多次测量同一量值时,误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差。
随机误差的产生是由于测量过程中各种偶然因素的综合影响,如测量时环境因素的微小波动、测量者的视觉差异等。
随机误差的特点是单个测量值的误差无规律,但大量测量值的总体符合统计规律,通常呈现正态分布。
粗大误差是指明显超出规定条件下预期的误差。
这类误差通常是由于测量者的错误操作、仪器的故障或环境的突然剧变等异常情况引起的。
例如,读数时错误地记录了数值,或者实验过程中突然发生强烈的震动导致测量结果严重偏离真实值。
三、误差的分析方法为了准确地分析误差,我们需要采用适当的方法。
实验数据误差分析和数据处理目录实验数据误差分析和数据处理 (1)引言 (1)研究背景和意义 (1)目的和主要内容 (2)实验数据误差分析 (3)数据误差的概念和分类 (3)数据误差的来源和影响因素 (4)常见的数据误差处理方法 (5)数据处理方法 (6)数据平滑处理 (6)数据插值和外推 (6)数据拟合和回归分析 (8)数据聚类和分类 (9)实验数据误差分析案例研究 (9)实验数据误差分析的基本步骤 (9)实验数据误差分析的常见问题和解决方法 (10)实验数据误差分析案例分析 (12)数据处理工具和软件 (13)常用的数据处理工具和软件介绍 (13)数据处理软件的使用方法和注意事项 (14)结论 (15)实验数据误差分析和数据处理的重要性和应用前景 (15)总结和展望 (16)引言研究背景和意义实验数据误差分析和数据处理是科学研究中不可或缺的重要环节。
在科学研究中,我们经常需要通过实验来验证理论、探索未知领域或解决实际问题。
然而,由于各种因素的干扰和限制,实验数据往往存在一定的误差,这就需要我们进行误差分析和数据处理,以获得准确、可靠的结果。
首先,实验数据误差分析和数据处理有助于提高实验结果的可信度和可重复性。
科学研究的核心是要获得准确的实验结果,只有这样才能得出可靠的结论。
然而,实验数据中的误差可能来自于实验仪器的精度、操作者的技术水平、环境条件的变化等多个方面。
通过对这些误差进行分析和处理,可以减小误差的影响,提高实验结果的可信度和可重复性。
其次,实验数据误差分析和数据处理有助于揭示实验现象背后的规律和机制。
科学研究的目的之一是要揭示自然界的规律和机制,而实验数据是我们获取这些规律和机制的重要依据。
然而,实验数据中的误差可能掩盖了真实的规律和机制,使我们无法准确地理解实验现象。
通过对误差进行分析和处理,可以更好地还原实验现象的本质,揭示其中的规律和机制。
此外,实验数据误差分析和数据处理还有助于提高实验设计和方法的科学性和有效性。
误差理论与数据处理实验说明书一、引言误差理论与数据处理是实验科学中非常重要的一部分。
通过对实验数据的处理和分析,我们可以评估实验结果的准确性和可靠性,并得出科学结论。
本实验说明书旨在介绍误差理论与数据处理的基本原理和实验方法,帮助实验者正确进行实验并合理处理数据。
二、实验目的1. 理解误差的概念和分类,掌握误差的计算方法;2. 学会使用常见的数据处理方法,如均值、标准差、误差传递等;3. 掌握误差分析的基本原理和实验数据处理的步骤。
三、实验原理1. 误差的概念和分类误差是指测量结果与真实值之间的差异。
根据误差产生的原因,可以将误差分为系统误差和随机误差。
系统误差是由于实验仪器、环境条件等固有因素引起的,其偏离真实值的方向是固定的;随机误差是由于实验过程中的偶然因素引起的,其偏离真实值的方向是随机的。
2. 误差的计算方法误差的计算方法包括绝对误差、相对误差和百分比误差。
绝对误差是指测量结果与真实值之间的差值;相对误差是指绝对误差与真实值之间的比值;百分比误差是指相对误差乘以100%。
3. 数据处理方法常见的数据处理方法包括均值、标准差和误差传递。
均值是一组数据的平均值,可以用来评估数据的集中趋势;标准差是一组数据的离散程度的度量,可以用来评估数据的精确度;误差传递是通过对测量结果的误差进行传递计算,得到最终结果的误差。
四、实验步骤1. 实验准备(1)检查实验仪器是否正常工作;(2)准备实验所需的样品、试剂和实验器材。
2. 实验操作(1)按照实验要求进行测量或观察;(2)重复实验,获取多组数据。
3. 数据处理(1)计算每组数据的均值和标准差;(2)计算测量结果的绝对误差、相对误差和百分比误差;(3)进行误差传递计算,得到最终结果的误差。
五、实验结果与讨论1. 实验数据将实验所得的数据整理成表格或图形形式,清晰地展示出来。
2. 数据处理结果根据实验数据,计算出均值、标准差和误差,并进行误差传递计算,得到最终结果的误差。
误差理论与数据处理实验报告误差理论与数据处理实验报告引言在科学研究和实验中,数据处理是一个非常重要的环节。
无论是物理实验、化学实验还是生物实验,准确地处理和分析数据都是确保实验结果可靠性的关键。
而误差理论则是帮助我们理解和评估实验数据误差的重要工具。
本实验旨在通过实际测量和数据处理,探讨误差理论在实验中的应用。
实验方法本实验选取了一个简单的物理实验——测量金属丝的长度。
实验仪器包括一个卷尺和一根金属丝。
实验步骤如下:1. 将金属丝拉直并固定在水平桌面上,确保其两端与桌面平行。
2. 使用卷尺测量金属丝的长度,并记录下测量值。
实验数据我们进行了多次测量,得到了如下的数据:1. 0.98 m2. 0.99 m3. 0.97 m4. 0.96 m5. 0.99 m数据处理在进行数据处理之前,我们首先需要了解误差的来源和分类。
误差可以分为系统误差和随机误差。
系统误差是由于测量仪器、实验条件等固有因素引起的,它会使所有测量结果偏离真实值。
而随机误差则是由于实验操作、环境因素等不可控制的因素引起的,它会导致多次测量结果的离散程度。
在本实验中,由于卷尺的精确度限制和实验操作的不确定性,我们可以认为测量结果中包含了一定的系统误差和随机误差。
接下来,我们需要计算平均值和标准偏差来评估数据的准确性和可靠性。
平均值(x̄)的计算公式为:x̄ = (x₁ + x₂ + ... + xn) / n其中,x₁、x₂、...、xn为测量结果,n为测量次数。
标准偏差(σ)的计算公式为:σ = √[(1/(n-1)) * ((x₁-x̄)² + (x₂-x̄)² + ... + (xn-x̄)²)]其中,x₁、x₂、...、xn为测量结果,x̄为平均值,n为测量次数。
根据实验数据,我们可以计算得到金属丝长度的平均值和标准偏差。
结果与讨论根据实验数据的计算,我们得到金属丝长度的平均值为0.978 m,标准偏差为0.015 m。
误差测量与分析实验报告1. 引言误差测量与分析是科学研究和工程领域中重要的一环,它有助于评估实验结果的准确性和可靠性。
本实验报告旨在介绍误差测量与分析的基本概念、实验设计、数据处理方法以及结果分析。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过测量和分析一系列物理量的误差,理解误差的来源、计算方法和对实验结果的影响,并掌握相应的实验技巧和数据处理方法。
3. 实验器材和方法3.1 实验器材在本实验中使用的器材包括:•测量工具:尺子、千分尺、量角器等•实验设备:天平、温度计、计时器等•电子设备:万用表、数据采集仪等3.2 实验方法本实验分为以下几个步骤:3.2.1 准备工作在进行实验之前,需要对实验器材进行校准和准备。
确保测量工具的准确度和实验设备的正常工作。
3.2.2 实验测量按照实验设计要求,进行一系列物理量的测量。
在测量过程中,尽量减小人为误差的产生,保证数据的准确性。
3.2.3 数据处理将所得到的测量数据整理并进行误差分析。
计算测量数据的平均值、标准偏差等统计量,并绘制相应的图表。
3.2.4 结果分析根据实验数据和误差分析的结果,对实验结果进行讨论和分析。
评估实验的准确性和可靠性,并提出改进措施。
4. 数据处理和结果分析4.1 数据整理将实验测量得到的数据整理成表格或者图表的形式,便于后续的数据处理和结果分析。
4.2 误差分析根据测量数据的统计特征,计算平均值、标准偏差和相对误差等指标,以评估测量结果的准确性和可靠性。
4.3 结果讨论根据误差分析的结果,讨论实验结果的合理性和可靠性。
分析误差的来源,探讨可能的改进方法和实验技巧。
5. 结论通过误差测量与分析实验,我们深入了解了误差的概念、计算方法和对实验结果的影响。
实验结果表明,合理的误差分析可以提高实验结果的准确性和可靠性,并为进一步的研究提供参考。
6. 参考文献[1] 张三,李四. 测量与误差分析实验指导. 出版社,年份.[2] 王五,赵六. 实验数据处理与统计分析. 出版社,年份.注意:本文档为示例文档,实际情况下应根据实验内容和要求进行相应的调整和补充。
实验报告实验工作者:杜华学号:201206020108实验日期:2014年3月31号实验名称:实验一:生产过程监控图的编制实验目的:本实验通过对某化工厂正常生产过程中120次Hgcl2浓度的测定数据。
编制对生产过程中Hgcl2浓度的监控图,以保证最终产品质量。
通过本实验,让同学们一起理解误差的理论与意义,学会编制生产过程监控图的方法实验原理:一般情况下,很多工程测量与生产过程的参数值都是服从正态分布的随机变量,例如利用正常电子仪器在相同条件下对同一物理量重复测量所获得的数据;化工生产过程中正常的浓度、温度值等等。
因此,我们可以依据服从正态分布的随机变量所具有特征,来实现对这些测量值、或生产过程中的参数值“是否正常”的判断。
这就是我们建立监控图的基本思想。
从这个意义上说,已经建立的监控图实际是一把尺子,我们可以用它来度量每一个测量数据或生产参数是否正常。
根据正态分布理论,正常的测量值或生产过程中的参数值落入平均值加减一倍,两倍,三倍均方差区间的理论概率值应该分别等于68.26%,95.44%,99.73%;当我们只进行有限次测量时,获取数据如果是正常的,超出平均值加减三倍均方差的区间可能性几乎是0。
因此,一旦检测数据超过平均值加减三倍均方差区间,我们就可以判定,其为不正常数据,预示着生产过程出了问题,需进行调整从而实现监控目的实验设备:按有excel软件的电脑实验步骤:1.依据5.1.1所测量数据,统计平均值和标准差;2.按平均值加减一倍,两倍,三倍标准差编制质量监控图;ﻩ3.将5.1.2监测数据标绘在所编监控图上:4.分析6.1-6.11时间段中生产过程是否正常。
按三倍标准差理论,上午有五个数据不正常,它们分别是0.64,0.65,0.94,0.98 ,0.99 下午有两个数据部正常,它们分别是0.98 ,0.99实验数据表5.1.2 某化工产XXXX年6月1日至11日生产过程中HgCl2(g/L)浓度监测值数据处理思考题解答:1.监控图实质是什么理论构建的?这图件的主要作用是什么?答:质量监控图实质是利用极限误差理论建立的。
实验数据误差分析与数据处理第一章实验数据误差分析与数据处理第一节实验数据误差分析一、概述由于实验方法和实验设备的不完善,周围环境的影响,以及人的观察力,测量程序等限制,实验测量值和真值之间,总是存在一定的差异,在数值上即表现为误差。
为了提高实验的精度,缩小实验观测值和真值之间的差值,需要对实验数据误差进行分析和讨论。
实验数据误差分析并不是即成事实的消极措施,而是给研究人员提供参与科学实验的积极武器,通过误差分析,可以认清误差的来源及影响,使我们有可能预先确定导致实验总误差的最大组成因素,并设法排除数据中所包含的无效成分,进一步改进实验方案。
实验误差分析也提醒我们注意主要误差来源,精心操作,使研究的准确度得以提高。
二、实验误差的来源实验误差从总体上讲有实验装置(包括标准器具、仪器仪表等)、实验方法、实验环境、实验人员和被测量五个来源。
1. 实验装置误差测量装置是标准器具、仪器仪表和辅助设备的总体。
实验装置误差是指由测量装置产生的测量误差。
它来源于:(1))标准器具误差标准器具是指用以复现量值的计量器具。
由于加工的限制,标准器复现的量值单位是有误差的。
例如,标准刻线米尺的0 刻线和1 000 mm 刻线之间的实际长度与 1 000 mm 单位是有差异的。
又如,标称值为1kg 的砝码的实际质量(真值)并不等于1kg 等等。
(2))仪器仪表误差凡是用于被测量和复现计量单位的标准量进行比较的设备,称为仪器或仪表.它们将被测量转换成可直接观察的指示值。
例如,温度计、电流表、压力表、干涉仪、天平,等等。
由于仪器仪表在加工、装配和调试中,不可避免地存在误差,以致仪器仪表的指示值不等于被测量的真值,造成测量误差。
例如,天平的两臂不可能加工、调整到绝对相等,称量时,按天平工作原理,天平平衡被认为两边的质量相等。
但是,由于天平的不等臂,虽然天平达到平衡,但两边的质量并不等,即造成测量误差。
(3))附件误差为测量创造必要条件或使测量方便地进行而采用的各种辅助设备或附件,均属测量附件。
本科生实验报告实验课程数字信号处理学院名称信息科学与技术学院专业名称物联网工程学生姓名曹林鑫学生学号201413060301指导教师罗耀耀实验地点6B607实验成绩二〇一六年十月——二〇一六年十二月实验一熟悉Matlab环境一、实验目的1.熟悉MATLAB的主要操作命令。
2.学会简单的矩阵输入和数据读写。
3.掌握简单的绘图命令。
4.用MATLAB编程并学会创建函数。
5.观察离散系统的频率响应。
二、实验内容(1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。
输入A=[1 2 3 4],B=[3 4 5 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。
clear all;a=[1 2 3 4];b=[3 4 5 6];c=a+b;d=a-b;e=a.*b;f=a./b;g=a.^b;n=1:4;subplot(4,2,1);stem(n,a);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A');subplot(4,2,2);stem(n,b);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B');subplot(4,2,3);stem(n,c);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C');subplot(4,2,4);stem(n,d);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D');subplot(4,2,5);stem(n,e);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E');subplot(4,2,6);stem(n,f);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F');subplot(4,2,7);stem(n,g);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G');(2)用MATLAB实现下列序列:1) x(n)=0.8n 0≤n≤152) x(n)=e(0.2+3j)n 0≤n≤153) x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+2sin(0.25πn+0.1π) 0≤n≤154) 将3)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x(n)=x(n+16),绘出四个16周期。
本科生实验报告实验课程数字图像处理学院名称信息科学与技术学院专业名称软件工程学生姓名涂学生学号指导教师黄地龙实验地点6A501实验成绩二〇一五年 03月二〇一五年 06月第一次实验1.1目的1)熟练掌握MatLAB 图像处理工具读入图像、显示图像、保存多种类型图像文件和图像基本信息显示。
2)熟练掌握MatLAB 矩阵索引与图像基本处理(图像旋转、裁剪、抽样) 3) 熟练掌握图像算术运算在图像处理中应用。
1.2 实验内容(1)读入一幅彩色图像文件,用rgb2gray(f)函数转换成灰度图象并作如下操作:1)显示图像,提取本图像的基本信息,保存不同类型的图像文件并提取保存图像文件信息。
2)应用矩阵索引作图像的裁剪、抽样和翻转等基本处理。
(2)用M 文件分别采用循环方法和代数法编写生成一幅f(x,y)=A*sin(ux+vy) 图像程序。
令u= ,v= 显示图像。
(3)应用图像算术运算完成下面的操作: 1)作图像与常数的算术运算 2)作两幅图像的算术运算1.3实验源码1.3.1 内容1:function m=p1_1(f) figure,imshow(f); whos fimwrite(f,'d:\11.tif'); imfinfo 'd:\11.tif'imwrite(f,'d:\12.jpg','quality',25); imfinfo 'd:\12.jpg' g=rgb2gray(f); figure,imshow(g); g1=g';g2=g(50:150,50:150);g3=g(1:2:end,1:2:end); g4=g(end:-1:1,:);subplot(2,2,1);imshow(g1); title('图像旋转90度'); subplot(2,2,2);imshow(g2); title('图像裁剪');subplot(2,2,3);imshow(g3); title('图像抽取');subplot(2,2,4);imshow(g4); title('图像翻转');π41π41实验结果:1.3.2 内容2:生成f(x,y)=A*sin(ux+vy)图像的M文件function [f] = sin()%sin图像% 循环计算方法A=1;u=1/(4*pi);v=1/(4*pi);M=256;N=256;tic% start timefor x=1:Mux=u*(x-1);for y=1:Nvy=v*(y-1);f(x,y)=A*sin(ux+vy); end endt1=toc;%end timet1% 代数生成算法ticx=0:M-1;y=0:N-1;[Y,X]=meshgrid(y,x); g=A*sin(u*X+v*Y); t2=toc;t2figure,imshow(f); figure,imshow(g);实验结果:1.3.3 内容3:f=imread('e:\1.jpg');f1=imread('e:\2.jpg'); g=imadd(f,30); imshow(g);f=rgb2gray(f);A=f1(1:369,1:619);B=double(f)+double(A); C=double(B)-double(A); subplot(2,3,1); imshow(f);title('f图像'); subplot(2,3,2);imshow(A);title('A图像');subplot(2,3,3);imshow(mat2gray(B)); title('B=f+A图像'); subplot(2,3,4);imshow(mat2gray(B)); title('B图像');subplot(2,3,5);imshow(A);title('A图像');subplot(2,3,6);imshow(mat2gray(C));title('C=B-A图像');f=imread('e:\1.jpg');f1=imread('e:\2.jpg');A=f1(1:369,1:619);f=rgb2gray(f);B=f+A;C=B-A;subplot(2,3,1); imshow(f); title('f图像');subplot(2,3,2); imshow(A); title('A图像');subplot(2,3,3); imshow(B); title('B=f+A 图像');subplot(2,3,4); imshow(B); title('B图像');subplot(2,3,5); imshow(A); title('A图像');subplot(2,3,6); imshow(C); title('C=B-A 图像');g=imcomplement(f1);gg=mat2gray(double(f1));g1=immultiply(gg,3);figure,imshow(g);figure,imshow(g1);实验结果:1.5实验心得内容一:使用了whos 函数查看图片的信息;使用了imread,imwrite对图片读入和储存;使用了rgb2gray使彩色图片转换为灰度图片;使用对灰度图片的矩阵转置运算使其旋转90°;通过对灰度矩阵的一系列的操作,实现裁剪(取一定的范围的矩阵),提取(跳跃取值),翻转(从最后向前取值)。
实验报告
实验工作者:杜华学号:201206020108 实验日期:2014年3月31号实验名称:实验一:生产过程监控图的编制
实验目的:本实验通过对某化工厂正常生产过程中120次Hgcl2浓度的测定数据。
编制对生产过程中Hgcl2浓度的监控图,以保证最终产品质量。
通
过本实验,让同学们一起理解误差的理论与意义,学会编制生产过
程监控图的方法
实验原理:一般情况下,很多工程测量与生产过程的参数值都是服从正态分布的随机变量,例如利用正常电子仪器在相同条件下对同一物理量重复
测量所获得的数据;化工生产过程中正常的浓度、温度值等等。
因
此,我们可以依据服从正态分布的随机变量所具有特征,来实现对
这些测量值、或生产过程中的参数值“是否正常”的判断。
这就是我
们建立监控图的基本思想。
从这个意义上说,已经建立的监控图实际是一把
尺子,我们可以用它来度量每一个测量数据或生产参数是否正常。
根据正态分布理论,正常的测量值或生产过程中的参数值落入平均
值加减一倍,两倍,三倍均方差区间的理论概率值应该分别等于
68.26%,95.44%,99.73%;当我们只进行有限次测量时,获取数据
如果是正常的,超出平均值加减三倍均方差的区间可能性几乎是0。
因此,一旦检测数据超过平均值加减三倍均方差区间,我们就可以
判定,其为不正常数据,预示着生产过程出了问题,需进行调整从
而实现监控目的
实验设备:按有excel软件的电脑
实验步骤:
1.依据5.1.1所测量数据,统计平均值和标准差;
2.按平均值加减一倍,两倍,三倍标准差编制质量监控图;
3.将5.1.2监测数据标绘在所编监控图上:
4.分析6.1-6.11时间段中生产过程是否正常。
按三倍标准差理论,上午有五个数据不正常,它们分别是0.64,0.65,0.94,0.98 ,0.99
下午有两个数据部正常,它们分别是0.98 ,0.99
实验数据
表5.1.2 某化工产XXXX年6月1日至11日生产过程中HgCl2(g/L)浓度监测值
数据处理
平均值加减一倍两倍三倍
其概率统计表格如下
思考题解答:
1.监控图实质是什么理论构建的?这图件的主要作用是什么?
答:质量监控图实质是利用极限误差理论建立的。
它能够直观观察生
产过程中影响产品质量的关键参数波动情况,从而可以及时获得调整
参数值时间,保证产品质量。
此外,它也常用于监控仪器长期工作的
稳定性。
2.服从正态分布的随机变量具有什么特点?根据一批测量数据如何
判断其是否服正态分布?
答:(1)特点:对称性,单峰性,有界性,抵偿性。
(2)先算其各自
的残余误差,然后画出残余误差的大致散点图,看其是否有服从正态
分布或有正态分布的趋势,若有,就可判断这批数据服正态分布。
3.一批测量数据落入其平均值加减一倍,两倍,三倍均方差区间的几
率与理论值相同吗?
答:不同。
因为理论值是由测量次数足够多和测量误差为正态分布时
算出来的,此实验显然达不到这样的要求,只能逐步缩小这种差距。
4.为什么监控数据超过平均值加减三倍方差时必须调整生产流程工
艺或测量仪器?
答:因为监控数据超过三倍均方差的概率理论上只有0.3%,时相当
小的,此时有必要怀疑是由于生产流程工艺或测量仪器带来的系统误
差所造成的,所以此时就必须调整生产流程工艺或测量仪器
结论与心得体会:
结论:在极限误差理论下,可以建立符合要求的置信概率下的监控图,以此来监控生产过程中质量的波动情况,以保证产品质量
心得:我认识到了极限误差的实用性,其次,在实验中数据处理时要熟练掌握误差理论中的公式和其意义。
实验报告
实验工作者:杜华学号:201206020108 实验日期:2014年3月31号实验名称:实验二标准物质研制中离群值的剔除
实验目的:当测量数据中包含粗大误差时,该测量数据是不可以作为正常数据参加统计与处理的。
因此,对一批测量数据处理的第一步,一定是对其
是否含有粗大误差做出判断。
一般情况下,我们通常将含有粗大误差
的数据称为“离群数据”。
本实验采用我国在研制玄武岩标准物质时,由国内外16个实验室提
供的Th元素分析数据,采用两种以上粗大误差判别方法进行判断,
剔除含有粗大误差的离群数据,以提供最终可以用于Th元素定值的
正常数据。
通过本实验,加深同学们对粗大误差判别方法的理解与应
用。
实验原理: 1.σ法判断粗大误差的原理
根据正态分布的理论,我们可以知道,正常测量数据大于平均数
加减3σ的概率是很小的,当测量次数足够大时,这个概率仅为
0.3%。
换言之,落入平均数加减3σ之外区域的数据含有粗大误
差的概率为99.7%。
所以,当测量数据落入平均数加减3σ之外
区域时,我们可以认定其含有粗大误差。
2.格罗布斯准则判断粗大误差的原理
逻辑上我们知道,对一列测量数据,最有可能含有粗大误差的数
据是该列数据中的极值(极大值或者极小值),而判定这些极值数
据是否含有粗大误差的依据依然是基于它们是不是落在某个置信
概率确定的g0倍均方差的区间内。
在格罗布斯准则中,这个g0
值由格罗布斯临界值表(2.4.2)给出。
测量次数不同,g0值不
同;置信概率不同,g0值也不同。
仪器设备:安装有EXCELL软件的计算机1台。
实验步骤:
1.对欲处理的数据进行了解和分析。
本实验中欲处理的数据是一组玄武岩标准物质定值数据。
玄武岩标
准物质是一种地质标准物质。
所谓标准物质,应该在两个方面具有
典型性与标准性:即在岩性的物质组分上具有典型性与代表性;在
物质组分的定值上具有标准性与权威性。
因此,地质标准将是我们
开展同类地质样品分析的参照标准。
所以,参加标准物质定值的全
部数据,必须进行严格统计处理,其第一步,就是要剔除离群数据。
表5.2.1是我国研制国家一级玄武岩标准物质时,参加标准物质含
量定值的国内外16个实验室对同一份样品各自给出的Th元素的
19个分析结果。
表5.2.1 国内外19个实验室提供的玄武岩样品中的Th元素含量 (单位:10-6)
2. 对表5.2.1数据进行统计计算,并将统计结果记录在表5.2.2中。
表5.2.2 数据统计表
3.利用3σ法判断,剔除含有粗大误差的分析数据。
将被剔除数据的有关料
填入表5.2.3。
表5.2.3 采用3 σ法剔除数据资料表
4.利用格罗布斯准则,根据表2.4.2 格罗布斯准则临界表,采用95%置信概率,剔除含有粗大误差的离群分析数据。
将被剔除数据的有关资料填入表。
5.2.4。
表5.2.4 采用格罗布斯准则剔除数据资料表
致,应该采信哪个表的结果?为什么?)答:应该采信格罗布斯准则,因为此方法可靠度最高
实验数据
国内外19个实验室提供的玄武岩样品中的Th元素含量 (10-6)
数据处理
数据统计表
采用3 σ法剔除数据资料表
表5.2.4 采用格罗布斯准则剔除数据资料表
思考与解答:
1.为什么测量数据在确定定值前都要进行是否含有粗大误差的检验?
答:因为粗大误差的数值比较大,它为对测量结果产生明显的歪曲,所以测量数据在确定定值前都要进行是否含有粗大误差检验,从而将其从结果中剔除。
2、剔除离群数据的常用检验方法有哪些?
答:剔除离群数据常用的方法有3σ,罗曼洛夫斯基准则,格罗布斯准则,狄克松准则。
3、在采用不同方法检验同一批数据得到不同结果时,应以哪种方法判断的结果为准?为什么?
答:应该采信格罗布斯准则,因为此方法可靠度最高
结论与心得体会:
结论:在实际测量数据中,粗大误差难免存在,所以在处理数据之前先进行粗大误差的检验,看是否存在粗大误差,并予以剔除。
体会:在处理数据之前,先进行粗大误差的检验,并且,通过3σ和格罗布斯准则的应用比较中看出后者的可靠程度更高,所以应记住格罗布斯准。