测量过程与结果-大学物理实验教程

(1)测量的概念

所谓测量,就是借助于专门设备,通过一定的实验方法,以确定物理量值为目的所进行的操作。它是一个实验比较的过程,即把一个量(待测量)与另外一个量(标准量)相比较。

测量由测量过程与测量结果组成。

测量过程是执行测量所需的一系列操作,包括建立单位、设计工具、设计测量方法、研究分析测量结果、寻找减小误差的途径等方面。

测量结果表示由测量所获得的待测量的值,一般由数值、单位和精度评定三部分组成。

(2)测量的分类

从不同的角度考虑,测量有不同的分类方法。

按照测量结果获得方法的不同,测量分为直接测量和间接测量。

用预先校对好的测量仪器或量具对被测量进行测量,直接读取被测量数值的大小,称为直接测量。例如,用米尺测物体的长度,用秒表测时间,用天平与砝码测物体的质量,用电压表(或电流表)测电压(或电流)等都属于直接测量,相应的被测物理量称为直接测量量。

如果待测量的量值是由若干个直接测量量经过一定的函数运算获得的,这种测量称为间接测量。例如,体积、密度等物理量的测量往往采用间接测量,相应的被测物理量称为间接测量量。(www.xing528.com)

实际测量中多数为间接测量,但直接测量简单、直观,是一切间接测量的基础。

按照测量条件的不同,测量可分为等精度测量和非等精度测量。

在相同的测量条件下(同一测量水平的观测者,同一精度的仪器,同样的实验方法和环境等)对某一待测量所做的重复性测量,称为等精度测量。等精度测量获得的所有数据的可信赖程度是相同的,在数据处理过程中地位相同,应同等对待。

尽管实际测量中,很难保证所有条件不变,但由于等精度测量数据处理方法相对简单,因此只要测量条件变化不大,一般都可近似为等精度测量。大学物理实验学习阶段,主要考虑等精度测量。

在不同的测量条件下对某一待测量所做的重复性测量,称为非等精度测量。非等精度测量获得的所有数据的可信赖程度是不同的,在数据处理过程中应按精度高低区别对待。

按照被观测对象在测量过程中所处的状态,可分为静态测量和动态测量。

如果待测量在测量过程中是固定不变的,这时所进行的测量为静态测量。静态测量不需要考虑时间因素对测量结果的影响,应把被测量或误差作为随机变量进行处理。

如果待测量在测量过程中随时间不断变化,这时所进行的测量为动态测量。动态测量需考虑时间因素对测量结果的影响,应把被测量或误差作为随机过程来进行处理。