Page 35 - 化学魔法师入门手册

上海大学附属中学校本课程 化学魔法师入门手册——创新实践篇

第二节 实验数据误差分析和数据处理

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，实验观测值和真值之间，总是存在一定的差异。人们常用绝对误

差、相对误差或有效数字来说明一个近似值的准确程度。为了评定实验数据的精
确性或误差，认清误差的来源及其影响，需要对实验的误差进行分析和讨论。由

此可以判定哪些因素是影响实验精确度的主要方面，从而在以后实验中，进一步

改进实验方案，缩小实验观测值和真值之间的差值，提高实验的精确性。

一、 误差概念

真值是待测物理量客观存在的确定值，也称理论值或定义值。通常真值是无

法测得的。若在实验中，测量的次数无限多时，根据误差的分布定律，正负误差

的出现几率相等。再经过细致地消除系统误差，将测量值加以平均，可以获得非

常接近于真值的数值。算术平均值是最常见的一种平均值。

x x x n
设 1 、 2 、……、 n 为各次测量值， 代表测量次数，则算术平均值为
n
 x
x + x + +    x i
x = 1 2 n = i=1
n n

二、 误差的分类

根据误差的性质和产生的原因，一般分为三类：

(一) 系统误差

系统误差是指在测量和实验中未发觉或未确认的因素所引起的误差，而这些

因素影响结果永远朝一个方向偏移，其大小及符号在同一组实验测定中完全相

同，当实验条件一经确定，系统误差就获得一个客观上的恒定值。当改变实验条

件时，就能发现系统误差的变化规律。

系统误差产生的原因：

测量仪器不良，如刻度不准，仪表零点未校正或标准表本身存在偏差等；周围环

境的改变，如温度、压力、湿度等偏离校准值；实验人员的习惯和偏向，如读数

偏高或偏低等引起的误差。针对仪器的缺点、外界条件变化影响的大小、个人的

偏向，待分别加以校正后，系统误差是可以清除的。

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