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计量实验设计的基本方法

时间:2021-01-05 来源:计量校准 点击:

计量实验设计的基本方法
 
1.目的明确,联系广泛
问测什么物理量,或者验证探索什么规律,是实验的目的,也是实验设计的出发点。实验的目的明确后,我们要应用所学的知识,广泛接触,看看物理量或物理规律出现在哪些内容中,与哪些物理现象有关,与哪些物理量直接相关。对于基于测量的实验,测量什么规律,需要用什么物理量来定量表达;对于基于验证的实验,在相应的物理现象中建立什么数量关系,从而达到验证规律的目的;对于探索性实验,相应的物理现象中涉及到哪些物理量…这些都要先分析,才能确定实验原理。
2.选择方案简单、准确
同样的实验目的,可能会有多种实验原理,然后形成多种(可供选择的)设计方案。一般来说,根据不同的实验原则选择不同的实验方案主要遵循四个原则:
科学性:设计方案有科学依据和正确途径,符合物理学基本原理。
可行性:按设计方案实施时,应安全可靠,不对人和设备造成伤害,所需的装置和设备应易于准备,成功率高。
精度:选择方案时,应对各种可能的方案进行初步误差分析,尽量选择精度高的方案。
简单直观:设计方案应便于实验者进行实验操作、阅读、数据处理和直观明显的观察。
3.计量校准根据计划,选择设备
实验方案选定后,考虑方案中需要哪些设备,哪些物理量与被测量有直接的定量关系,需要哪些仪器来确定实验中使用的设备。
4.合理有序地制定步骤
实验前,要确切知道设备如何组装,先测哪些量,后测哪些量,从正确操作和提高效率的角度,制定合理有序的实验程序。
5.数据处理和误差分析
常用的数据处理方法(如平均法、图像法、追踪法、比较法等。)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等。)要掌握,设计实验时也要考虑。
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