安全工程专业实验教程1.5实验数据处理

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1、××学院实验数据处理5、实验数据处理实验数据是实验结果的最终表现，对实验数据进行记录、整理、计算、分析、拟合等，从中获得实验结果。常见的实验数据处理方法有：列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法等。5.1列表法列表法就是将一组实验数据和计算的中间数据依据一定的形式和顺序列成表格。列表法可以简单明确地表示出各种量之间的对应关系，便于分析和发现资料的规律性，也有助于检查和发现实验中的问题，这就是列表法的优点。设计记录表格时要做到：（1）表格设计要合理，以利于记录、检查、运算和分析。（2）表格中涉及的各物理量，其符号、单位及量值的数量级均要表

2、示清楚。但不要把单位写在数字后。（3）表中数据要正确反映测量结果的有效数字和不确定度。列入表中的除原始数据外，计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。（4）表格要加上必要的说明。实验室所给的数据或查得的单项数据应列在表格的上部，说明写在表格的下部。【例1-3】煤层瓦斯含量自然解吸数据表1-1：煤矿名称测试地点测试日期测试人员取煤深度（m）钻孔倾角（°）损失时间（s）钻孔直径（mm）解吸时长（分）解吸量（ml）解吸时长（分）解吸量（ml）解吸时长（分）解吸量（ml）061317152817392041025511305.2作图法作图

3、法是在坐标纸上用图线表示物理量之间的关系，揭示物理量之间的联系。作图法既有简明、形象、直观、便于比较研究实验结果等优点，它是一种最常用的数据处理方法。作图法的基本步骤：（1）选用合适的坐标纸与坐标分度值，选择合适的坐标纸，包括类型和大小。坐标分度值的选取要符合测量值的准确度，即应能反映出测量值的有效数字位数。（2）标明坐标轴：以横轴代表自变量（一般为实验中可以准确控制的量，如温度、时间等），以纵轴代表因变量（如压力、解吸量等）），用粗实线在坐标纸上描出坐标轴，在轴端注明物理量名称、符号、单位，并按顺序标出轴线整分格上的量值。（3）描点和连线

4、。根据测量数据，用直尺和笔尖使其函数对应的实验点准确地落在相应的位置。一张图纸上画上几条实验曲线时，每条图线应用不同的标记如“+”、“×”、“⊙”、“Δ”等符号标出，以免混淆。尽量不要仅用“·”标实验点，以免连线时看不清楚。（4）连成图线：使用直尺、曲线板等工具，按实验点的总趋势连成光滑的曲线。由于存在测量误差，且各点误差不同，不可强求曲线通过每一个实验点，但应尽量使曲线两侧的实验点靠近图线，并使数据点均匀分布在曲线（直线）的两侧，且尽量贴近曲线。个别偏离过大的点要重新审核，属过失误差的应剔去。（5）标明图名，在图纸下方或空白位置写出图线的

5、名称，必要时还可写出某些说明。5.3图解法在实验中，当实验图线做出以后，可以根据已有图线，采用解析方法找出物理量之间的函数关系，这种由图线求经验公式的方法称为图解法。实验中经常遇到的图线是直线、抛物线、双曲线、指数曲线、对数曲线。特别是当图线是直线时，采用此方法更为方便。1、由实验图线建立经验公式的一般步骤（1）根据解析几何知识判断图线的类型；（2）由图线的类型判断公式的可能特点；（3）利用半对数、对数或倒数坐标纸，把原曲线改为直线；（4）确定常数，建立起经验公式的形式，并用实验数据来检验所得公式的准确程度。2、用直线图解法求直线的方程如果

6、作出的实验图线是一条直线，则经验公式应为直线方程y＝kx＋b（1-20）要建立此方程，必须由实验直接求出k和b，一般有两种方法。（1）斜率截距法在图线上选取两点P1（x1，y1）和P2（x2，y2），注意不得用原始数据点，而应从图线上直接读取，其坐标值最好是整数值。所取的两点在实验范围内应尽量彼此分开一些，以减小误差。由解析几何知，上述直线方程中，k为直线的斜率，b为直线的截距。k可以根据两点的坐标求出。则斜率为：（1-21）其截距b为x＝0时的y值；若原实验中所绘制的图形并未给出x＝0段直线，可将直线用虚线延长交y轴，则可量出截距。如果起

7、点不为零，也可以由式（1-22）求出截距，求出斜率和截距的数值代入方程中就可以得到经验公式。3、曲线改直，曲线方程的建立在许多情况下，函数关系是非线性的，但可通过适当的坐标变换化成线性关系，在作图法中用直线表示，这种方法叫做曲线改直。作这样的变换不仅是由于直线容易描绘，更重要的是直线的斜率和截距所包含的物理内涵是我们所需要的。例如：（1）y=axb，式中a、b为常量，可变换成lgy=blgx+lga，lgy为lgx的线性函数，斜率为b，截距为lga。（2）y=abx，式a、b中为常量，可变换成lgy=（lgb）x+lga，lgy为x的线性函

8、数，斜率为lgb，截距为lga。（3）PV=C，式中C为常量，要变换成P=C（1/V），P是1/V的线性函数，斜率为C。（4）y2=2px式中p为常量，y=±x1/2，y是x1/