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    熱工儀表檢定中有效數字的運算分析

    時間:2019年03月23日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

    摘要:在熱工儀表計量的相關檢測過程中,計量人員通常都會受到有效數字等方面的問題。有效數字的運算在一定程度上增加了工作的難度。分析有效位數的確定,介紹數字運算規則,數值修約規則和術語,明確修約位數表達形式、進舍規則、0.5單位修約方法等內容。

      摘要:在熱工儀表計量的相關檢測過程中,計量人員通常都會受到有效數字等方面的問題。有效數字的運算在一定程度上增加了工作的難度。分析有效位數的確定,介紹數字運算規則,數值修約規則和術語,明確修約位數表達形式、進舍規則、0.5單位修約方法等內容。

      關鍵詞:熱工儀表,有效數字,運算規則

    儀器儀表學報

      1引言

      熱工儀表計量準確性在一定程度上會影響到整個工程的施工質量,而熱工儀表計量的相關檢測工作中,有效數字運算成為計量人員工作過程中的一大難題,降低了檢定工作的整體效率。

      2有效位數確定

      有效地找準數據位數對于簡化數據的運算過程和表達過程來說具有極為重要的影響,同時還能在將量值準確顯示出來的過程中提高精準度[1]。假如近似數Z中的誤差限值是其中某個位數上單位的一半,那么從這位數字開始,一直到近似數Z中的首個不是零的數字為止,都是有效數字。文章中所涉及到的根據1、2、5倍數進行修約數字中的單位一半可以將其看作是0.5、1、2.5。

      3數字運算規則

      首先是常數運算,在運算過程中的數字都是:e、π、或是其他的沒有誤差數字的條件下,可以將其中的有效位數當作是無限形式的,運算過程需要幾位數字就可以提取幾位數字。在對常數進行取值的過程中,不會對有效位數產生任何影響[2]。其次是加減運算,加減運算過程中,通常只將各個數字中的相同的小數位數保留下來,將小數位數中的最少值提取出來,并將其他數值根據最少小數值再加一位開始修約,隨后進行運算,最終所得根據小數位中最少為開始修約。

      比如在下面一個式子中,0.165+3.26+12.5,先把其中的數字0.165簡化成0.16,隨后得出0.165+3.26+12.5=0.16+3.26+12.5=15.92=15.9。在進行減法運算過程中,需要盡量避免通過兩個比較相似的數字相減來計算結果,因為兩個數字相減后,會縮減有效數字。乘除運算,在進行乘除運算時,應該先將有效位數中的最少值提取出來,隨后將剩下的數字根據最少值增加一位有效位數開始修約,并進行系統運算,最終結果根據有效位數最低值中的具體位數開始修約[3]。

      比如在下面式子當中,15.24×11.3×0.12,先提前其中的數字15.24,并進行修約,最后得到數字15.2,最終得出15.24×11.3×0.12=15.2×11.3×0.12=20.61=21。開方和乘方運算,在對數據進行開方運算和乘方運算后,最終所獲得的有效數字的位數總和應該小于原來數據中的位數,大都提取同等的位數。對數運算中,運算所得應該和真數位數保持一致,比如lg32.8=1.51587....=1.52。至于三角運算,在確定三角運算中的有效位數過程中,在計算平均值的過程中,假如數據個數較大,那么平均值相關保留位數可以適當增加一位。在混合運算中,其中所有的中間運算和上面的運算相比,都應該增加一位。

      4數值修約規則

      (1)術語。

      修約間隔,其實就是修約過程中保留位數的方法之一,在確定修約間隔數值后,具體的修約值應該和相應數值之間形成一種整數倍的關系。比如已知修約間隔是0.1,在選取修約值的過程中,就應該從0.1整數倍關系數字中進行挑選,也就是對數值進行修約,將其轉化成一位小數。比如已知修約間隔是100,在選取修約值時,就應該從100整數倍數字當中進行挑選,也就是把數值修約成百數位。

      有效位數,對于數字中沒有小數位,同時結尾數字是幾個零的數值,從不是零的數字最左面的位置向由推進,數完后的位數在和無效數字0的個數進行相減。對于十進位數字而言,從不是零的最左面的數字一直數到右面的位數都是有效位數。比如0.0032、0.032、0.32和3.2都是兩位的有效位數,而0.0320是三位的有效位數。在35000數字中,假如其中包含兩個無效0,那么共有三位有效位數,可以350×102;但是加入數字中包含三個無效0,那么就是兩位有效位數,可以35×102。半個單位修約,已知修約間隔是0.5個單位的位數,也就是修約到0.5單位位數為止。比如根據半個單位對60.28進行修約,最后能夠得到60.5。

      (2)明確修約位數表達形式。

      指定位數,指定位數的修約間隔是10的負n次方,其中n是整數,或是直接表明把數值修約成n位小數。在指定修約的間隔是1的條件下,或是將數值修約位數指明到個位。指定修約間隔是十的n次方,或是指明把數值直接修約到10的n次方,其中n是整數,或是說把數值修約成千、百、十數位。將數值修約指定成n位的有效數字。

      (3)進舍規則。

      在擬定舍棄數字中,當數字左面第一位數字比5小時,就及時舍去,剩下的數字保持不變。比如把12.1498修約成一位小數能夠得到12.1,將12.1498修約變為擁有兩位有效數字,最終結果是12。在擬定舍棄的數字中,假如左邊第一位數字超過5,或是5,其后面的數字不是所有數字是0的條件下,需要進一,也就是所保留下的最后一位數字加一,比如把1268進行修約,獲得百位數字,可以寫成13×102,在特殊條件下,可以1300,將1268進行修約,從而得到三位有效數字,最終結果可以127×10,特殊條件下可以1270,其中的特殊條件下就是明確有效位數或是修約間隔的情況下。擬定舍棄數字左面的第一位數字是5,同時右面沒有任何數字,或是所有的數字都是零的條件下,保留下來的數字末尾就是奇數形式,例如1、3、5、7、9等數字,就需要進一處理,在末尾數字是偶數的條件下,可以直接進行舍棄。

      (4)0.5單位修約方法。

      將擬定修約數字位數看成是個位形式,假如這一位結合下面的各種小數位所組成的數字不超過2.5,或是和2.5相等的情況下,可以先將這一位數字變成零,隨后舍棄后面的所有數字。假如在超出7.5或是和7.5相等的條件下,需要進一位處理,也就是在左面加一位,同時將這一位轉化成零,舍去后面數字。

      5結語

      有效數字的掌握程度對熱工儀表計量的檢測工作產生直接影響,為了提高整體工作效率,相關計量人員應該加強學習有效數字的運算規則,從而能夠在檢測過程中靈活使用有效數字,提高監測效率。

      參考文獻

      [1]范志宏.熱工儀器儀表計量檢定及其自動化分析[J].中國標準化,2018(08):202-203.

      [2]李娜.電測(熱工)儀表自動檢定技術及實踐[J].中國新技術新產品,2013(23):109-110.

      [3]張東風,張曉娟.熱工儀表計量檢定中有效數字的運算規則[J].計量與測試技術,2013,40(01):14-15+17.

      儀表類期刊推薦:儀器儀表學報(月刊)創刊于1980年,是中國科協主管、中國儀器儀表學會主辦,中國儀器儀表學科最具影響力的學術性刊物。

      

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