# 数据处理规范 · 超严格版 > 用于**严格训练**。目标:每一步贴近误差理论上最规范的做法,**接受较繁的计算量以换取严谨性**。 > 评分以本规范为唯一口径。与考试版在四处刻意不同(有效数字取位、不确定度修约方向、连算代入值、 > 拟合是否计 B 类)——同一份数据两版可能给出末位不同的答案,**全程只认本版,不可混用**。 ## 共同约定(两版一致) ### A 类不确定度 多次测量,取平均值的实验标准差: ``` u_A = √[ Σ(xi − x̄)² / (n(n−1)) ] ``` - **不做 t 因子修正**,直接以上式为 u_A。 ### B 类不确定度 - `u_B = Δ仪 / √3`(仪器误差限按均匀分布折算)。 - 合成:`u = √(u_A² + u_B²)`。 ### 单次测量 - 不假设 A 类不确定度为无穷大,**直接以仪器误差限估算**该次测量不确定度,取 `u = Δ仪 / √3`。 - 出处批注:依据实验指导书"杨氏模量"实验对单次测量量的处理;措辞以本组实际指导书为准。 ## 有效数字与修约(本版选定口径) ### 有效数字总原则 - 测量值(中心值)的位数**必须与不确定度对齐**:不确定度精确到哪一位,测量值就写到哪一位。 ### 不确定度取几位有效数字 —— 采用 A2 - **首位为 1、2、3 时保留 2 位有效数字;首位为 4~9 时保留 1 位。** - 示例:`u=0.123 → 0.12`(首位 1,取 2 位);`u=0.067 → 0.07`(首位 6,取 1 位);`u=0.28 → 0.28`(首位 2,取 2 位)。 ### 测量值的修约 —— 四舍六入五凑偶 - 测量值一律采用"四舍六入五凑偶"(逢四舍、逢六入、逢五凑偶)。 ### 不确定度的修约 —— 只进不舍 - 不确定度修约时一律**只进不舍**:保留位之后只要有非零数字即向上进位,使报告值偏保守(偏大)。 - 示例:`u=0.121 → 0.13`(保留 2 位,进位);`u=0.341 → 0.4`(保留 1 位,进位)。 - 说明:"只进不舍"是较保守口径(代表:北京大学),确保报告的不确定度不因修约而偏小。 ## 多小问连算 —— 代入未修约真实值 - 后一问用到前一问结果时,**一律代入前一问计算所得的完整精度数值(未修约的真实值)**, 仅在每问**最终报告**时修约。中途不得代入已修约的填空值。 - 示例:杨氏模量第 1 问算得 `d = 1.8127… mm`(报告修约为 `1.81 mm`);第 2 问算 E 时 **代入 1.8127…**,而非 1.81,避免逐级累积舍入误差。 ## 线性拟合 —— A 类与 B 类合成 设 `y = k x + b`。 ### A 类 斜率 A 类相对不确定度由相关系数 γ 表示: ``` σ_k / k = √[ (1/(n−2)) · (1/γ² − 1) ] ``` ### B 类(本版必须计入) 把斜率写成各 yi 的线性组合 `k = Σ ci·yi`,权重 `ci = (xi − x̄) / Σ(xj − x̄)²`。 设各点纵轴 B 类不确定度近似相同 `u_By = Δ仪,y / √3`,按传播: ``` u_Bk = u_By · √(Σ ci²) = u_By / √( Σ(xi − x̄)² ) ``` ### 斜率不确定度(本版上报值) ``` u_k = √( σ_k² + u_Bk² ), u_Bk = u_By / √( Σ(xi − x̄)² ) ``` - 若横轴量 x 的仪器误差不可忽略,可乘以斜率 k 折算到 y 方向后并入 u_By。 - 即使数据点多、Σ(xi−x̄)² 大致使 u_Bk 很小,本版**也不省略**,一律计入。 ## 速查(超严格版口径) | 项目 | 本版做法 | |------|----------| | A 类不确定度 | 实验标准差,不做 t 修正 | | B 类不确定度 | Δ仪 / √3 | | 单次测量 | 以仪器误差限估算 | | 有效数字 | 首位 1/2/3 取 2 位,其余 1 位(A2) | | 测量值修约 | 四舍六入五凑偶 | | 不确定度修约 | 只进不舍 | | 连算代入 | 代入未修约真实值 | | 线性拟合 | A 类 + B 类合成 |