化工技术基础实验化工技术基础实验程景耀Tel:27401476E-mail：cjy.tjtju.edu.cnEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.教材教材：化工基础实验化工基础实验第2版（化学工业出版社）化工基础实验指导化工基础实验指导（化工基础实验中心编）第第5周周四（周周四（9月月20日）下午日）下午4：00到到5：00以班以班为单位购买为单位购买，5元/套（还包括坐标纸，报告封面）上面两个教材配合使用，前者讲课用，后者实验用。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 绪论绪论一、一、实验课的特点实验课的特点 化工技术基础实验属于化工技术基础实验属于工程实验工程实验范范畴，它使用自然科学的基本原理和工畴，它使用自然科学的基本原理和工程实验的方法来解决化工及相关领域程实验的方法来解决化工及相关领域的工程实际问题。的工程实际问题。 在科学研究和工程设计中是不可在科学研究和工程设计中是不可替代的。替代的。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 高等工程教育是高等教育中的重要组成部分，高等工程教育培养的人才是工程师的“毛坯”，合格的工程师只有通过工程实践锻炼才能“成型”。 当今世界，工程技术对经济和社会的推动作用越来越大，工程技术人才的培养直接决定工程技术的水平和发展速度，决定国家的工业竞争力。 高等工程教育对于工程技术人员的知识、能力、素质等的形成起着至关重要的作用，特别是对创新精神与实践能力培养有着决定性的影响。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.目前化工类本科生普遍存在：实际动手能力和工程应用能力差；创新能力差；语言沟通能力差；知识的系统性差，综合解决问题的能力差。 化工技术基础实验化工技术基础实验是理论联系实际的一种是理论联系实际的一种重要方式，重要方式，非常有利于非常有利于实践能力与创新精神培实践能力与创新精神培养养，这门实验课这门实验课与与一般化学实验不同之处，在一般化学实验不同之处，在于它具有明显的工程特点于它具有明显的工程特点。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.化工基础实验与其他类型实验的区别化工基础实验与其他类型实验的区别1. 设备规模；仪器规模设备规模；仪器规模2. 非直观，需要借助于辅助手段非直观，需要借助于辅助手段3. 技能试验，工业共性问题技能试验，工业共性问题Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.某某石石化化厂厂Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.某某石石化化厂厂Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.化工产业在国民生产中占有重要地位化工产业在国民生产中占有重要地位我国仅炼油化工经济总量就占全国GDP的10%以上。2012年中国石化和中国石油双双进入世界500强；中国石化排位第5位；中国石油排位第6位 。化学工业的发展和技术进步需要大量化工技术人才化学工业的发展和技术进步需要大量化工技术人才 “十二五”期间，形成4大石化基地：“长三角”大型石化企业集群、“环渤海”大型石化企业集群、“珠三角”大型石化企业集群、“沿长江”石化产业带。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.n环渤海湾大型炼化一体化企业集环渤海湾大型炼化一体化企业集群群n长三角大型炼化一体化企业集群长三角大型炼化一体化企业集群n珠三角大型炼化一体化企业集群珠三角大型炼化一体化企业集群n沿长江大型炼化产业带沿长江大型炼化产业带长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布图及沿长江产业带分布图Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.处理工程问题的实验研究方法处理工程问题的实验研究方法：1.因次分析法：因次分析法： 变量组合成无因次数群，减少变变量组合成无因次数群，减少变量的数量，使实验工作量减少。量的数量，使实验工作量减少。2.数学模型法：数学模型法： 将将化化工工过过程程几几个个变变量量之之间间的的关关系系用一个或一组数学方程式表示。用一个或一组数学方程式表示。3.直接实验法：直接实验法： 就就是是对对被被研研究究对对象象进进行行直直接接实实验验已获得其相关参数间关系的规律。已获得其相关参数间关系的规律。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.二、实验课的目的二、实验课的目的 从知识、能力、素质三方面从知识、能力、素质三方面培养，掌握化工实验的基本方法。培养，掌握化工实验的基本方法。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 通过实验教学对学生进行通过实验教学对学生进行 实验思路、实验思路、n明确实验目的，确定实验方案明确实验目的，确定实验方案实验技术、实验技术、n化工技术、测量技术、计算机应用技术化工技术、测量技术、计算机应用技术实验设计、实验设计、n实实验验装装置置设设计计、测测量量仪仪表表设设计计、试试验验设设计计 （如何安排实验）（如何安排实验）数据处理、数据处理、n实验原始记录数据进行计算得到结果实验原始记录数据进行计算得到结果 实验结果的可靠性（实验结果的误差估算）实验结果的可靠性（实验结果的误差估算） 实验结果的表达（列表法、图示法、图解法、实验结果的表达（列表法、图示法、图解法、回归分析法）回归分析法）观察能观察能力、力、n实验现象的观察（液泛的形成过程）实验现象的观察（液泛的形成过程）分析能力、分析能力、n利用所学的知识对实验现象、实验结果进利用所学的知识对实验现象、实验结果进行分析。行分析。表达能力的全面训练。表达能力的全面训练。n语言、文字表达能力语言、文字表达能力Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.能力和素质培养贯穿于整个实验课的能力和素质培养贯穿于整个实验课的全过程全过程三、课程的重点三、课程的重点 讲授重点：讲授重点：1.1.实验数据处理与分析方法实验数据处理与分析方法2.2.试验设计方法试验设计方法3.3.化工测试技术化工测试技术4.4.实验报告实验报告Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.课程安排课程安排 第一部分：课堂讲授第一部分：课堂讲授5-8周在本教室进行实验基础知识介绍周在本教室进行实验基础知识介绍第第7周十一放假停一周周十一放假停一周Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二部分：实验教学第二部分：实验教学第第912周开始第一轮四个实验，周开始第一轮四个实验，第第13周按现在上课时间在此教室上讨论课，周按现在上课时间在此教室上讨论课，第第1417周开始第二轮实验，周开始第二轮实验，第第18或或19周周末考试周周末考试每个人要做以下每个人要做以下7个实验：个实验：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.代号代号实验实验内容内容A1A1流流动过动过程程综综合合实验实验A2A2传热综传热综合合实验实验A3A3正交正交试验试验法在法在过滤实验过滤实验中的中的应应用用A4A4多相多相搅搅拌拌实验实验A5A5精精馏实验馏实验A6A6吸收或萃取吸收或萃取实验实验 ( (二二选选一一) )A7A7洞道干燥洞道干燥实验实验Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.国内领先的化工基础实验室国内领先的化工基础实验室实验条件实验条件Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.实验教学效果与成果实验教学效果与成果有有2020余所余所国外大学的专家、教授来我校交国外大学的专家、教授来我校交流，对我校自行研制的实验教学设备及建流，对我校自行研制的实验教学设备及建立的实验教学示范基地给予了高度评价，立的实验教学示范基地给予了高度评价，认为达到国际先进水平。认为达到国际先进水平。国际交流国际交流国际交流国际交流日本京都大学日本京都大学美国伊利诺伊大学美国伊利诺伊大学英国女王大学英国女王大学澳大利亚墨尔本大学澳大利亚墨尔本大学加拿大西安大略大学加拿大西安大略大学Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.班班名名组组号号第第9周周第第10周周第第11周周第第12周周第第13周周第第14周周第第15周周第第16周周第第17周周化工化工3化工化工4周二周二晚上晚上6：301A1 A2 A3 A4讨论课A5 A6 A72A2 A3 A4 A1A6 A7A53A3 A4 A1 A2A7A5 A64A4 A1 A2 A3A5 A6 A7 实实 验验 安安 排排Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.五五.实验要求：实验要求：1.提前预习提前预习认真阅读实验指导书：目的、内容、注意事项认真阅读实验指导书：目的、内容、注意事项2.按照操作规程实验、注意安全按照操作规程实验、注意安全3.实验原始数据须经老师检实验原始数据须经老师检 查、签字查、签字4.做好实验的收尾工作做好实验的收尾工作研究实验的研究实验的操作步骤及其理论根据操作步骤及其理论根据，分析应，分析应测取哪些数据，并估计其变化规律；测取哪些数据，并估计其变化规律；列出本实验全部原始数据和应观察操作现象的列出本实验全部原始数据和应观察操作现象的项目清单，并画出便于记录项目清单，并画出便于记录原始数据表格原始数据表格；到现场查看设备流程、构造，仪表种类和位置到现场查看设备流程、构造，仪表种类和位置拟定实验方案、操作顺序和条件、启动程序、拟定实验方案、操作顺序和条件、启动程序、数据布点等数据布点等预习报告等在第预习报告等在第8周上课时周上课时间检查间检查Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.六六. .实验报告的书写要求实验报告的书写要求: : 实验名称实验名称 实验目的实验目的 实验的理论依据实验的理论依据（实验原理）（实验原理） 实验流程示意图实验流程示意图 实验操作方法和注意事项实验操作方法和注意事项 原始数据记录表和原始数据记录表和数据整理表数据整理表作图作图 数据整理计算过程举例数据整理计算过程举例 对实验结果的分析与讨论对实验结果的分析与讨论讨论的内容包括：讨论的内容包括： 从从理理论论上上对对实实验验所所得得结结果果进进行行分分析析和和解解释释，说说明明其其必然性；必然性； 对对实实验验中中的的异异常常现现象象进进行分析讨论；行分析讨论； 分分析析误误差差的的大大小小和和原原因因，如何提高测量精度；如何提高测量精度； 本本实实验验结结果果在在生生产产实实践践中的价值和意义；中的价值和意义； 由由实实验验结结果果提提出出进进一一步步的的研研究究方方向向或或对对实实验验方方法法及及装置提出改进建议等。装置提出改进建议等。 实验结论实验结论 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.实验报告主要写如下几项内容：实验报告主要写如下几项内容：实验名称实验名称 实验目的实验目的实验流程图实验流程图 原始数据和数据整理表原始数据和数据整理表计算举例计算举例数据结果图数据结果图实验结果的分析讨论实验结果的分析讨论实验结论实验结论Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.流体、传热和精馏实验为任务型，实验报告内流体、传热和精馏实验为任务型，实验报告内容除上面划线内容外，还要求写出理论依据容除上面划线内容外，还要求写出理论依据和操作步骤；和操作步骤； 流动过程综合实验自选两个内容写流动过程综合实验自选两个内容写报告报告。搅拌实验和正交过滤实验为实验课当堂总结讨搅拌实验和正交过滤实验为实验课当堂总结讨论完成，不写报告。论完成，不写报告。实验报告不提倡计算机打印，尽量手写，流程图严禁复印。中心网站：ceec.tdu.edu.cn办公室电话：27401476,27405585Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.七、实验课成绩组成：七、实验课成绩组成：现场操作：现场操作： 25%实验报告：实验报告： 25%笔试：笔试： 50% 缺一次实验或缺两次报告最后不缺一次实验或缺两次报告最后不允许参加笔试。总成绩不及格者，允许参加笔试。总成绩不及格者，没有补考机会。没有补考机会。平时成绩平时成绩Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.闭卷考试，考试题型：闭卷考试，考试题型： 1.填空题填空题2.判断题判断题3.计算题计算题4.设计题设计题Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.实验室开放安排：实验室开放安排： 学生按课表时间来听课、做实验，其他工作日（除星期一、二下午、晚上外）可以来实验室预习、复习或补做实验。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第第1 1章章 实验误差的估算与分析实验误差的估算与分析误差估算与分析的目的误差估算与分析的目的 1评定实验数据的准确性；评定实验数据的准确性； 2通过误差估算与分析，可以认清误通过误差估算与分析，可以认清误差的来源及其影响，差的来源及其影响， 3在准备实验方案和研究过程中，消在准备实验方案和研究过程中，消除或减小产生误差的来源，提高实验除或减小产生误差的来源，提高实验的准确度。的准确度。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.1 实验数据的误差实验数据的误差1. 实验数据的测量直接测量直接测量间接测量间接测量2. 实验数据的真值实验数据的真值理论真值理论真值(A)相对真值相对真值平均值平均值( ) 可以用仪器、仪表直接读出数据的测量。可以用仪器、仪表直接读出数据的测量。 凡凡是是基基于于直直接接测测量量值值得得出出的的数数据据再再按按一一定定函函数数关关系系式式，通通过过计计算算才才能能求求得得测测量量结结果果的测量。的测量。真值是指某物理量客观存在的确定值。真值是指某物理量客观存在的确定值。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.误差误差 = 实验测量值实验测量值 - 真值真值误差误差系统误差系统误差粗大误差粗大误差随机误差随机误差3. 3. 误差的定义及分类误差的定义及分类定义：定义：分类：分类：这三种误差在一定条件下可以互相转化。这三种误差在一定条件下可以互相转化。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.系统误差系统误差：由某些固定不变的因素引起的。n系统误差有固定的偏向和确定的规律系统误差有固定的偏向和确定的规律 n产生的原因有：产生的原因有： 测量仪器方面的因素测量仪器方面的因素 环境因素环境因素 测量方法因素测量方法因素 测量人员的习惯偏向等测量人员的习惯偏向等Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.随机误差随机误差 由某些不易控制的因素造成的。 随机误差服从统计规律，其误差与测量次随机误差服从统计规律，其误差与测量次数有关。随着测量次数的增加，随机误差数有关。随着测量次数的增加，随机误差可以减小，但不会消除。因此，多次测量可以减小，但不会消除。因此，多次测量值的算术平均值接近于真值。研究随机误值的算术平均值接近于真值。研究随机误差可采用差可采用概率统计概率统计方法。方法。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.粗大误差粗大误差：与实际明显不符的误差，：与实际明显不符的误差，主要是由于实验人员粗心大意，如主要是由于实验人员粗心大意，如读数错误，记录错误或操作失败所读数错误，记录错误或操作失败所致。致。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4. 误差的表示方法误差的表示方法(1) 单次测量值单次测量值x的绝对误差的绝对误差 D和相对误差和相对误差Er绝对误差绝对误差:相对误差相对误差:最大绝对误差最大绝对误差:Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.(2) n次测量值的算术平均误差次测量值的算术平均误差与标准误差与标准误差算术平均误差算术平均误差:标准误差标准误差: 偏差彼此相近的一组测量值的偏差彼此相近的一组测量值的算术平均误差算术平均误差，可能与偏差有大中小三种情况的另一组测量值的可能与偏差有大中小三种情况的另一组测量值的相同。而相同。而标准误差标准误差对一组测量值中的较大偏差或对一组测量值中的较大偏差或较小偏差很敏感，能较好地表明数据的离散程度。较小偏差很敏感，能较好地表明数据的离散程度。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例例1-3 某次测量得到下列两组数据（单位为cm） A组：2.3 2.4 2.2 2.1 2.0 B组：1.9 2.2 2.2 2.5 2.2求各组的算术平均误差与标准误差值。解：算术平均值为解：算术平均值为Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.算术平均误差为算术平均误差为标准误差为标准误差为 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 由上例可见尽管两组数据的算术由上例可见尽管两组数据的算术平均值相同，但它们的离散情况明显平均值相同，但它们的离散情况明显不同。由计算结果可知，只有标准误不同。由计算结果可知，只有标准误差能反映出数据的离散程度。差能反映出数据的离散程度。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.5. 精密度、正确度和精确度精密度：反映随机误差的影响程度正确度：测量中所有系统误差的综合精确度：测量中所有系统误差和随机误差的综合一待测值一待测值一实测值一实测值系统误差小而系统误差小而随机误差大随机误差大系统误差大而系统误差大而随机误差小随机误差小系统误差随机系统误差随机误差都小误差都小Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.2 实验数据的有效数字和记数法 1. 有效数字有效数字数据中小数点的位置在前或在后仅与所用的测量单位有关。如： 0.00234m 和2.34mm 测量或计算的结果不应超越仪器所允许的准确度范围实验数据的有效数字必须反映仪表的准确度和存在疑问的数字位置非零数字前面的零不是有效数字，非零数字后面用于定位的零也不一定是有效数字 如： 3010 3.0101033.01103Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2. 数字舍入规则数字舍入规则若舍去部分的数值，大于保留部分的末位的半个单位，则末位加1；若舍去部分的数值，小于保留部分的末位的半个单位，则末位不变；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。例：例：6.378501 6.379 2.51050 2.510 7.691499 7.691 5.6235 5.624Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.3. 直接测量值的有效数字直接测量值的有效数字直接测量值的有效数字中，必须有直接测量值的有效数字中，必须有一位且只能是最后一位是在仪表的一位且只能是最后一位是在仪表的最小刻度范围内估计读出来的。最小刻度范围内估计读出来的。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4. 非直接测量值的有效数字u对于常数对于常数、e和某些因子如和某些因子如1/3等，有效数字宜取等，有效数字宜取5-6位位u运算过程中的中间结果，有效数字宜取运算过程中的中间结果，有效数字宜取5-6位位u对于误差值的数据，有效数字宜取对于误差值的数据，有效数字宜取1-2位，一般是保留数位，一般是保留数字末位加字末位加1，不考虑数字舍入规则，不考虑数字舍入规则u最后实验结果最后实验结果(由计算求得的间接测量值由计算求得的间接测量值)，用，用”截断法截断法”来确定其有效数字位来确定其有效数字位:l误差已知时，先对误差数据处理误差已知时，先对误差数据处理(截断后末位加截断后末位加1)，然，然后以小数点为基准对齐，对待定数按数字舍入规则处理后以小数点为基准对齐，对待定数按数字舍入规则处理l误差未知时，待定数一般保留误差未知时，待定数一般保留3-4位有效数字位有效数字Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 例1-6 y=6.325010-8, y=0.810-9 取y =0.810-9=0.0810-8 （使y和y都是10-8) 以小数点为基准对齐 6.325010-8 0.08 10-8可见该数据应保留3位有效数字。经舍入处理后，该数据y=6.32 10-8 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.5 直接测量值的误差估算直接测量值的误差估算1.5.1 一次测量值一次测量值的误差估算的误差估算1.5.2 多次测量值多次测量值的误差估算的误差估算1.5.1.1 给出准确度给出准确度等级类的仪表等级类的仪表1.5.1.2 不给出准确度不给出准确度等级类的仪表等级类的仪表Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.准确度如何表示？最大引用误差最大引用误差准确度等级准确度等级(p级级)仪表示值的绝对误差值仪表示值的绝对误差值该仪表相应档次量程的绝对值该仪表相应档次量程的绝对值X 100%0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0仪表准确等级愈高，引用误差愈小仪表准确等级愈高，引用误差愈小p的含义：指仪表最大的含义：指仪表最大引用误差不会超过引用误差不会超过p%若仪表示值的绝对误差若仪表示值的绝对误差相同，则量程范围越大，相同，则量程范围越大，最大引用误差愈小最大引用误差愈小Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.绝对误差 ：D(x) Xnp%相对误差Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例例1-8 欲测量大约欲测量大约90V的电压，实验室有的电压，实验室有 0.5 级、级、0300 V 和和 1.0 级、级、0100 V 的电压表，问选用哪一种电压表测量比较好？的电压表，问选用哪一种电压表测量比较好？解：用解：用0.5 级、级、0300 V 的电压表测量时的最大相对误差：的电压表测量时的最大相对误差：用用1.0 级、级、0100 V 的电压表测量时的最大相对误差：的电压表测量时的最大相对误差：因此，选用量程范围适当的因此，选用量程范围适当的 1.0 级仪表进行测量，能比用级仪表进行测量，能比用量程大的量程大的 0.5 级的仪表得到更准确的测量结果。级的仪表得到更准确的测量结果。应根据被测量量的大小兼顾仪表的级别和测量上限，应根据被测量量的大小兼顾仪表的级别和测量上限，合理选用仪表。合理选用仪表。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1. 准确度表示方法准确度表示方法仪表的准确度仪表的准确度 =0.5 X 名义分度值名义分度值量程的范围量程的范围名义分度值：测量仪表最小分度所代表的数值名义分度值：测量仪表最小分度所代表的数值2. 测量误差的估算测量误差的估算绝对误差：绝对误差：D(x) = 0.5 X 名义分度值名义分度值相对误差：相对误差：Er(x) =0.5 X 名义分度值名义分度值测量值测量值使用仪表时，尽可能在仪表满刻度值使用仪表时，尽可能在仪表满刻度值 2/3 以上量程内进行测量以上量程内进行测量Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.绝对误差：绝对误差：相对误差：相对误差：设某一量重复测量了设某一量重复测量了n n次，各次测量值为次，各次测量值为x x1 1，x x2 2， -，x xn n，该组数据的平均值：该组数据的平均值：标准误差：标准误差：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.6 间接测量值的误差估算直接测量值有误差直接测量值有误差间接测量值有误差间接测量值有误差误差传递误差传递绝对值相加法绝对值相加法几何合成法几何合成法Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.绝对值相加法绝对值相加法(最大误差法最大误差法)设有一间接测量值设有一间接测量值y，是直接测量值，是直接测量值 x1，x2，-，xn的函数，的函数，即即 y = f (x1，x2，-，xn) ，x1，x2，-， xn 分别代分别代表直接测量值由绝对误差引起的增量，表直接测量值由绝对误差引起的增量， y 代表由代表由 x1，x2， -，xn引起的引起的 y 的增量。的增量。y = f (x1+x1 ，x2+x2 ，-，xn+xn) - f (x1，x2，-，xn) 上式由泰勒级数展开，并略去二阶以上的量，得到：上式由泰勒级数展开，并略去二阶以上的量，得到：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.不考虑误差实际有抵消的可能，此时间接测量值不考虑误差实际有抵消的可能，此时间接测量值y的最大绝的最大绝对误差：对误差：误差传递系数误差传递系数直接测量值的直接测量值的绝对误差绝对误差间接测量值间接测量值 y 的的最大相对误差：最大相对误差：缺点：均从最坏角度出发，不考虑误差实际上有抵消的可缺点：均从最坏角度出发，不考虑误差实际上有抵消的可能，误差均取绝对值相加，是误差的最大值。能，误差均取绝对值相加，是误差的最大值。间接测量值的误差不仅取决于直接测量值的误差，还取决间接测量值的误差不仅取决于直接测量值的误差，还取决于误差传递系数。于误差传递系数。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.几何合成法(方和根合成法)绝对误差：绝对误差：相对误差：相对误差：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.几何合成法误差传递公式的应用1. 加、减函数式加、减函数式例例1-9和、差的绝对误差的平方和、差的绝对误差的平方 = = 参与加、减运算的各项参与加、减运算的各项的绝对误差的平方之和。的绝对误差的平方之和。常数与变量乘积的绝对误差常数与变量乘积的绝对误差 = 常数的绝对值常数的绝对值 X 变量变量的绝对误差的绝对误差绝对误差：绝对误差：相对误差：相对误差：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2. 乘除法乘除法例例1-11误差传递系数：误差传递系数：绝对误差：绝对误差：相对误差：相对误差：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例例1-12误差传递系数：误差传递系数：绝对误差：绝对误差：相对相对误差：误差：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.积和商的相对误差的平方积和商的相对误差的平方 = 参与运算的各项的相对误参与运算的各项的相对误差平方之和差平方之和幂运算的相对误差幂运算的相对误差 = | 底数相对误差底数相对误差 X 方次方次 | 乘除法运算进行的越多，计算结果的相对误差越大乘除法运算进行的越多，计算结果的相对误差越大对于加减运算式，先计算绝对误差，对于加减运算式，先计算绝对误差，再计算相对误差；再计算相对误差；对于乘除运算式，先计算相对误差，对于乘除运算式，先计算相对误差，再计算绝对误差。再计算绝对误差。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例1-13 误差估算在实验结果分析中的应用 用体积法标定流量计时，通常待标定流量计的流量按右式计算：qv：体积流量，：体积流量，m3/s;：用计量槽接收液体时间，：用计量槽接收液体时间，s; h：在：在时间内计量槽内液面上升高度，时间内计量槽内液面上升高度，m;l，b：计量槽水平截面的长和宽，：计量槽水平截面的长和宽，m。l=0.5000m b=0.3000m h=0.5500m (l，b，h测量用的标尺的最小刻度为测量用的标尺的最小刻度为1mm)=32.16s (数字式秒表，可精确读到数字式秒表，可精确读到0.01s)问题：试估算和分析体积流量值得误差问题：试估算和分析体积流量值得误差Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.流量流量流量流量qv的误差估算式为：的误差估算式为：的误差估算式为：的误差估算式为：（1）各直接测量值误差的估算）各直接测量值误差的估算 l=0.5000m 绝对误差：绝对误差：D(l)=0.0005m (最小刻度值的最小刻度值的最小刻度值的最小刻度值的0.50.5倍倍倍倍) 相对误差：相对误差： b=0.3000m D(b)=0.0005m解：解：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.（2 2）间接测量值）间接测量值）间接测量值）间接测量值q qv v的误差估算的误差估算的误差估算的误差估算待标定流量计的流量测定结果可表示为：待标定流量计的流量测定结果可表示为：待标定流量计的流量测定结果可表示为：待标定流量计的流量测定结果可表示为：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.（3）误差主要原因及其对策分析造成体积流量误差的主要原因是值的测量。在设计时使计量桶有足够大的容量，操作时使接液(水)的时间足够长要提高测量的准确度，必须在设计时让计量槽的面积足够大，并让液面上升高度足够高提高流量测量的准确度必须从装置设计和提高流量测量的准确度必须从装置设计和严格操作要求同时入手严格操作要求同时入手Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例例1-14 误差估算在实验设计过程中的应用误差估算在实验设计过程中的应用管道内的流动介质为水时，管道直管摩擦系数可用下式表示：要测定层流状态下，内径要测定层流状态下，内径要测定层流状态下，内径要测定层流状态下，内径d=0.00600md=0.00600m的管道的摩擦的管道的摩擦的管道的摩擦的管道的摩擦系数系数系数系数 ，希望在，希望在，希望在，希望在Re=2000Re=2000时，时，时，时， 的相对误差小于的相对误差小于的相对误差小于的相对误差小于5%5%，应如何选用仪表？应如何选用仪表？应如何选用仪表？应如何选用仪表？R R1 1-R-R2 2：被测量段前后的压力差：被测量段前后的压力差：被测量段前后的压力差：被测量段前后的压力差( (水柱水柱水柱水柱) )，m;m;q qv v：体积流量，：体积流量，：体积流量，：体积流量，mm3 3/s;/s;l l：被测量段长度，：被测量段长度，：被测量段长度，：被测量段长度，m;m;d d：管道内经，：管道内经，：管道内经，：管道内经，mm。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.解：按几何合成法确定估算按几何合成法确定估算关系式中各项的误关系式中各项的误差值：差值：等作用原则：假设各项对等作用原则：假设各项对Er()的作用相等的作用相等Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.(1)流量计的选定 现有的流量计能不能用？现有的流量计能不能用？假设现有的流量计为假设现有的流量计为2.5级，量程为级，量程为6-60L/h，其读数，其读数qv的的相对误差为：相对误差为：现有流量计不能用现有流量计不能用现有流量计不能用现有流量计不能用! !如何测取流量呢？如何测取流量呢？a. 直接购买符合要求的流量计直接购买符合要求的流量计b. 采用体积法测量流量采用体积法测量流量由已知数据求待测流量由已知数据求待测流量qv:Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.a.直接购买符合要求的流量计假设待购的流量计的量程范围仍为假设待购的流量计的量程范围仍为假设待购的流量计的量程范围仍为假设待购的流量计的量程范围仍为6-60L/h6-60L/h。要使得要使得其测量值相对误差不高于其测量值相对误差不高于0.0125，则：，则：所以，所以，p=0.785,为保证精度，宜取为保证精度，宜取p=0.5应选购应选购应选购应选购0.50.5级、量程为级、量程为级、量程为级、量程为6-60L/h6-60L/h的流量计的流量计的流量计的流量计Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.b.采用体积法测量流量 用最小刻度10mL、满刻度500mL的量筒测量，量筒读数的绝对误差为5.0mL。开停秒表的随机误差约为0.1s。 当Re=2000时，每次测量水量Vt约为450mL，需时间t约48s.此方案可行此方案可行此方案可行此方案可行Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.(2) 管内径测量工具的选择由前面计算已知，测量管内径时要求其相对误差不大于0.005，如果用最小分度为0.02mm的游标卡尺测量直径，绝对误差为0.00001m，其相对误差为：Er(d)能满足管内径测量误差的要求能满足管内径测量误差的要求Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.(3)如何选择管长和压差？压差用分度为1mm标尺的U管压差计测量：R1-R2与测量点间的距离有关：与测量点间的距离有关：由上式算出的由上式算出的(R1-R2)等数据在等数据在D(l)=0.0005m时，时，其随其随l值变化的情况：值变化的情况：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.由表可见，管长本身的测量误差确实很小，可以略去，由表可见，管长本身的测量误差确实很小，可以略去，但的长短对压差的测量误差影响很大。但的长短对压差的测量误差影响很大。 当当=1.000m，用体积法测流量时，总误差为：，用体积法测流量时，总误差为： Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.结论对实验装置中两侧点的距离l的选定提供了依据当体积流量较小时，应采用精度等级较高的流量计或采用体积法来测量直径d的误差，因传递系数较大，应设法提高其测量精确度Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.