浅谈物理实验中的准确度与精密度

物理学是一门以实验为基础的科学，测量一个物理量必须使用测量仪器。各种测量都会涉及两个基本概念：精密度和准确度．在物理实验里，一个测量要怎样做才能测得精密？哪些因素影响实验仪器的精密度？有效数字怎样反映精密的程度？量具仪表的精度又有何含义？本文结合实验误差理论，从测量及常用量具仪表方面谈谈物理实验中的准确度与精密度的概念。     

对牛顿环实验中不等精度测量数据的处理

据笔者了解，目前各高等院校对牛顿环实验的数据，基本上都是在假设干涉条纹为均匀分布条件下，应用逐差法来处理，并在此基础上分析误差”‘、”’．本文对牛顿环实验中不等精度测量的数据用最小二乘法给出了较为合理的处理．一、牛顿环实验是不等精度测量大家知道，在牛顿环实验中，反射光第k级干涉暗纹半径满足关系其中，R为待测透镜的曲率半径，A为人射单色光波长．公式表明了与成正比，有即干涉条纹随级数的增大愈来愈密，愈来愈细．因此，该测量是非线性不等精度测量．二、用还差法处理数据存在的问题在用逐差法处理数据时有公式表明…     

单摆实验中不等精度测量的不确定度分析

以单摆测重力加速度的实验数据处理为例,运用“加权平均”法对不等精度测量的不确定度进行处理,从而使最终测量结果更具合理性和准确性.     

近距离高准确度光电测距技术的研究

研究了近距离光电测距系统的工作特点,设计了近距离光电测距相机光学系统.基于几何相似法原理,提出几何相似法光电测量系统的测量过程是一个不等准确度测量过程.重点研究了不等准确度测量过程中的测量数据处理技术,给出了测量系统测量数据修正的方法.同时对比了修正前和修正后测量结果的差异,明确指出,采用不等准确度最小二乘法处理测量数据可以提高极近距离处的测量准确度.     

三光子GHZ态中不同Bell型不等式的实验研究

实验研究了Bell不等式、Mermin不等式和Svetlichny不等式在GHZ态中对定域实在论结果的破坏. 采用目标态密度矩阵的方法给出了实验制备的GHZ态的保真度, 得到了三个不等式在GHZ态中的测量值. 实验结果表明, 三个Bell型不等式在同一个状态下对定域实在论结果破坏程度不同, 在量子密钥分配中可以选择合适的非定域性描述方式考察所用信道的安全性.     

等厚干涉实验不确定度的研究

通过对牛顿环等厚干涉实验测量结果的数据处理研究,分析了测量结果中不确定度产生的原因和作用,提出不等精度测量采用不确定度评定的必要性。     

牛顿环实验测量结果不确定度的评定

详细分析了牛顿环实验中测量结果不确定度评定,由于干涉图样中各级暗环弦长左右读数的测量为不等精度测量,因此本文提出一种既简单又易操作的不确定度评定方法。     

对十一线电位差计实验中不等精度测量结果的讨论

对十一线电位差计实验中不等精度测量结果的讨论张望霞（西安公路交通大学７１００６４）十一线电位差计实验在大学物理实验中开设，对培养学生理解实验的物理思想以及理解实验方法是很有益的，同时从对培养学生的实验技能上来说也是一个很好的实验．目前，在“十一线电位...     

再谈牛顿环实验的数据处理及不确定度的评定

从牛顿环实验的等精度测量入手 ,讨论它的不等精度测量的数据处理及不确定度的评定。     

一种基于先验模板的图像面积特征测量方法*

针对显微视觉中需要反复自动聚焦与自动照明调节以获取高质量图像,降低了微操作效率,提出一种图像特征测量方法.该方法建立在二值图像标准互相关计算模型的基础上.首先,通过设计特殊模板图像,简化该计算模型|通过反推该计算模型,可以在不作预处理基础上,得到目标图像的面积特征参量.利用误差补偿原理,设计两种模板求解两次面积参量,而后求平均值,提高了算法对比度及鲁棒性.强噪音仿真图像实验结果表明：改进方法的测量正确度比常规方法高约20倍|强离焦退化仿真实验表明：改进方法的测量正确度可提高一个数量级.实际图像实验中,改进方法可以在严重离焦以及弱照明条件下有效对图像面积特征进行测量,测量精密度比常规方法高3～5倍.结果表明,该方法在低质量图像面积特征测量中具有实用价值.     

一种用于在线三维测量的五步非等步相移算法

提出了一种五步非等步相移算法,并成功应用于在线三维测量中。仅投影一固定正弦光栅条纹到物体上,通过物体在线运动产生等效相移,在一个条纹周期范围内任意采集五帧变形条纹图,通过像素匹配使各帧条纹图中的物点一一对应并计算出相应的等效相移量。采用所提出的五步非等步相移算法,即可重构物体。计算机模拟与实验验证了该方法的可行性和有效...     

光栅常量实验的数据处理

以测光栅常量实验的数据处理为例，叙述了一元线性不等精度测量的不确定度评定方法，介绍了直接从方差的性质推得斜率b及截距b0的不确定度的公式。     

用改进的光电门进行实验研究

本文对气轨实验中时间量的不等精度测量进行了研究，采用了单管光电门改成双管光电门的方法，实现了时间的同次测量。将双管光电门应用于动量守恒定律，得到了较满意的效果。     

两种测量透镜焦距方法实验结果的不确定度评定

介绍了等精度和不等精度两种测量透镜焦距的方法及相应实验数据的处理，并对两种方法进行了比较。     

叠栅条纹信号细分误差的一种动态补偿方法

缺乏有效的误差补偿方法足制约长光栅测最精度提高的关键原因之一.提出一种动态的误差补偿方法.可以消除由直流漂移、两路信号不等幅和非止交导致的细分误差.其原理是跟踪光栅信号在一个周期上的8个特征值点(正余弦信号的过零点及绝对值交点),从特征值点的幅度值中首先分解出正弦信号的直流漂移误差.对其进行补偿;然后继续跟踪补偿后的信号.从中义能分解出余弦信号的直流漂移误差.再补偿.再跟踪.又能依次分解出不等幅误差和非正交误差.最多只需要3个光栅信号周期,就能对三种误差依次实现补偿.分析了谐波对该方法的影响并提出r改进措施.实验证实了该方法的有效性.     

基于莫尔信号的精密位移测量与控制的研究

应用光衍射理论分析了一种纳米级位移分辨率的双级衍射光栅测量系统,建立了衍射莫尔信号与对应位移的数学模型,并通过计算机仿真对莫尔信号的位移特性进行了研究。在此基础上构建了一套精密位移测量与控制装置,取差动零次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位移检测及全自动精密定位。实验结果表明,基于激光莫尔信号的精密检测与控制装置可获得得5nm的位移分辨率及±0.4μm的定位精度。     

π0介子寿命的实验研究

QCD(Quantum Chromo Dynamics)手征反常理论主导了π0介子到两个$\gamma $光子的衰变。基于手征反常理论和手征微扰论的修正,对π0介子寿命的理论预测精度高达1%。高精度实验测量π0介子的寿命可以严格检验低能区的QCD理论和手征微扰论。本工作重点介绍了三种测量π0介子寿命的实验方法:直接测量法、双光子反应法和Primakoff测量法。2018版的PDG收录了测量π0介子寿命精度最高的5个实验,并以此给出π0介子寿命的平均值。回顾了这5个实验,其中2004年在美国JLab实验室进行的PrimEx-I实验的测量精度最高,为2.8%。虽然这些实验结果在误差范围内与理论预测相符合,但实验精度还不足以严格检验精度为1%的理论预测。为了进一步提高实验精度,美国JLab实验室于2010年进行了第二次实验PrimEx-II,测量精度为1.57%。将PrimEx实验系列的结果取加权平均,得到总的实验不确定度为1.50%。这是迄今为止对π0寿命最精确的实验测量,在实验误差范围内可以验证QCD手征反常理论的预测。此外,还对PrimEx-II的设备布局和数据分析方法做了简单介绍。     

Object location fire precision test technology by using intersecting photoelectric detection target

To improve four across screens system measurement precision on flying projectile location, the new method that adds two incline screens to four intersecting screens system to form six intersecting screens was put forward and the flying object coordinate test model was set up. This method not only gains object coordinate but also measures object's pitching and azimuth angle that can amend coordinates and improve measurement precision. The differential methods were used to analyze their measure errors, which came from the angle of intersection screen, the thick of screen, the time and distance of measuring, and give out measure errors distributing. The experimental result shows the new measure method can improve measurement precision that meets test demand.     

CCD摄像机测量噪声与处理的研究

估算在10位A/D转换精度时CCD摄像机测量的极限精度。详细分析多种噪声对测量精度的影响以及噪声的表现特征,最后对如何消除测量时直角的影响提出了实验数据。