测量不确定度在物理实验中的应用研究

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实验误差和数据处理是计量工作中的重要内容之一。传统的误差理论是用测量误差的概念来评价测量结果的可信程度,这种表示方法是不确切的,常常给计量者造成很大的混乱和困惑。在多个国际组织的推广下,测量不确定度逐渐取代误差而成为评定测量结果可靠性的指标,为测量和科学实验的发展提供了有力的保证。测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性的参数,与测量结果一起使用,以说明测得值所处区间。它建立在误差理论基础上,但在含义、分类及评定方法等方面均与误差有较大区别。不确定度理论虽己建立,但在各领域的应用还有待深入,存在的问题也有待解决。特别是在作为要面向社会,面向现代化的物理实验以及其他工程测量学科教学中,虽然也改革传统误差理论,引入不确定度教学,但还存在着很多问题。基于此,本文主要进行了以下工作:首先,对测量不确定度的评定作了进一步阐述;其次指出在物理实验中应用不确定度评定时存在的问题,然后以电学中的惠斯通电桥两种测电阻的不确定度进行评定为例:通过评定实验,建立数学模型,分析不确定度来源,分别对各不确定度分量进行A类和B类评定,最后根据不确定度传播率合成,并计算出扩张不确定度,即给出规范的评定结果。同时通过实验和理论分析,明确了常被混淆的有关计量概念:解决了应用中诸如不确定度有效位数修约等问题,指出了实际应用中的错误:如测量仪器应给出分类不确定度、计算包含因子方法的限制条件、相对不确定度表明测量结果的不可靠程度,纠正了不规范的表示法。
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