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欧姆定律公式的基本形式是:
I=V/R (1)
公式(1)表明电路中三大基本量之间的关系。在测量学中,是用仪器测量出三个量中的两个量,求第三量。
由测知的电压、电流求电阻,根据基本公式(1),导出公式为:
R=V/I (2)
公式(2)表明的是量值的函数关系。(2)式是物理公式,其中的量都是真值。
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把物理公式(2)中的量加脚标M,于是(2)式变成计值公式:
RM = VM/IM (3)
(3)式减(2)式,就是电阻的测得值减电阻的真值R,就是求电阻的误差.
RM – R = VM / IM – V/I (4)
(4)式左边除以R,右边除以V/I
(RM–R)/R = (VM/V)(I/IM)- 1
ΔR/R = (V+ΔV)/V [I/(I+ΔI) ] -1
δR = (1+δV)[1/(1+δI)] -1
δR = 1+δV- δI-1
δR = δV- δI (5)
公式(5)是误差量之间的关系。电阻的误差,是电压的测量误差与电流的测量误差的函数。
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以上用微差法,显得啰嗦,但物理意义清晰,体现误差的定义与本质。学过微分学、泰勒展开,就要用。注意,理解物理公式的量是真值,原来公式是真值的公式;测量使量值改变,改变量就是测量的误差。
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量值的函数关系:
R=V/I (2)
加脚标o表示未受测量影响的客观量值,即真值
Ro=Vo/Io (6)
对函数R进行泰勒展开
R(V,I) = R(Vo,Io) + (?R/?V)ΔV+ (?R/?I)ΔI
= R(Vo,Io) + (1/Io) ΔV – (Vo /Io2) ΔI
R(V,I) - R(Vo,Io) = (1/Io) ΔV – (Vo /Io2) ΔI
ΔR = (1/Io) ΔV – (Vo /Io2) ΔI (7)
(7)式是绝对误差形式的误差函数。
ΔR/Ro= ΔV/Vo– ΔI/Io
δR = δV – δI (8)
(8)式是相对误差形式的误差函数。
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误差定义为测得值与真值之差。标准量必须是真值,这样才能有确定的误差概念,才能建立误差理论。如今,VIM定义误差为测得值减参考值,参考值可能有多种,这就搞乱了误差理论。
测知误差,可以用不同的标准。标准有误差,这样确定的误差值就有误差。但误差的误差必须可以忽略。
我所指的误差,都是以真值为标准的。
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