实验结果的表示方法

实验结果的表示方法有列表法、图示法和回归法，并注明实验设备和实验条件。 在工程实验中，根据设计的实验装置和选用的测试仪表，通过测量相关参数，可以计算得到相应的实验结果，并可以采用不同的方式来表示实验结果。 如采用如图1．2所示的装置测定孔板流量计的流量曲线，该实验以水为实验介质，汞为压差计的指示剂，测量孔板流量计在不同流量时压差计的读数，可以分别采用列表法、图示法和回归法来表示孔板流量计测量的实验结果。

图1．2 孔板流量计实验装置图

（1）列表法

表1．2给出了采用列表法表示孔板流量计实验测定的流量与压差计读数的关系。 一般实验数据量较少的实验结果较适合采用列表法来表示，但列表法描述的实验结果不能形象、直观的表示变量之间的变化趋势。

表1．2 孔板流量计的流量与压差计读数关系

（2）图示法

图1．3是孔板流量计实验测定的流量与压差计读数的实验数据采用图示法来表示的结果。 图中曲线十分直观地表述了流量随压差计读数的变化趋势。

图1．3 孔板流量计的流量曲线

采用图示法描述实验结果时，其关键在于选用合适的坐标系，常用的坐标系有直角坐标、半对数坐标和双对数坐标。 坐标系的选用应遵循下列原则。

1）直角坐标系

当变量关系为y＝ax＋b（a，b为常数）时应选用直角坐标。图1．4是将表1．2中的实验数据在直角坐标系中作图的结果。

2）双对数坐标

当变量关系为y＝mxn（m，n为常数）时应选用双对数坐标。将变量关系式两边取对数，原变量关系可改写为lgy＝lgm＋nlgx。因此，lgy与lgx满足直线关系，对数坐标在坐标上对数化，免除了在直角坐标系中先将x，y取对数计算后再绘图的不便。 对数坐标是以lg1为原点， lg10为1，lg100为2，lg1000为3，…，一个数量级之间的距离相等，而坐标上以真数1，10， 100，1000，…进行标度，因此对数坐标以真数x，y直接绘图。 但必须注意的是对数坐标不能自取分度值，而只能平移数量级。 图1．3是将表1．2中的实验数据在对数坐标系中作图的结果。

3）半对数坐标

当变量关系为y＝m10nx（m，n为常数）时应选用半对数坐标。将原变量关系式两边取对数，原变量关系改写为lgy＝lgm＋nx，说明lgy～x满足线性关系，因此采用一个对数化的坐标轴而另一个仍为直角坐标轴的半对数坐标系，作图时变量y选择对数坐标，变量x选用直角坐标。 图1．5是将表1．2中的实验数据在半对数坐标系中作图的结果。

图1．4 直角坐标系中的孔板流量计的流量曲线

图1．5 半对数坐标系中的孔板流量计的流量曲线

采用图示法描述实验数据时，选择好坐标系后确定分度值（对数坐标除外）和起点。 坐标系的分度值及最小值应与测试参数的仪表最小分度值保持一致。 对一些计算结果，其分度值取得恰当。 分度值取得太细会放大误差，从而掩盖了实验结果的变化规律，图1．6是孔板流量计的流量系数曲线；而分度值取得太粗则会压缩曲线，也不能正确实验结果的变化规律，图1．7是孔板流量计的流量系数曲线。 坐标的起点不一定取（0，0），而且直角坐标的横轴与纵轴的分度可以不同，但应尽可能在45°的图幅上布置曲线。

选好坐标系、起点、坐标分度后，用实验数据描点，当需要在同一张图中绘制多条曲线时，不同曲线的数据点应采用不同符号表示。 曲线的连接不是将每个实验数据点依次连接为一条折线，而是通过观察实验数据点的分布状况后让实验数据点均匀地落在线上以及曲线的两侧，从而连接成一条光滑的曲线。 同时在图中应标注出相应的实验条件。

用图示法描述实验结果，变量之间的变化趋势形象直观，而且方便计算机编程使用。 但采用查图法获取的数据误差较大。

图1．6 分度太细时的孔板流量计流量系数曲线

图1．7 分度太粗时的孔板流量计流量系数曲线

（3）回归法

随着电子计算机技术的迅速发展，计算机技术被广泛应用于工程设计、化工过程模拟与优化、化工生产过程控制、实验数据采集与数据处理、信息处理与信息发布等各个领域，且不断地向各个学科领域渗透，促进了学科间的交叉、融合和渗透。

为了使计算机技术能更好地利用实验数据进行工程设计、建立化工过程模型，可以根据实验原理选用合适的方程形式来拟合实验数据，即将实验数据拟合为经验公式来描述变量间的变化关系。 如将表1．2的实验数据采用公式回归的方式来表示，可以写为

Vs＝0．00022R0．4927（1．9）

式中 Vs为流量（m3／s），R为孔板流量计两侧压差计的读数（mm Hg），回归公式的相关系数为0．9871。

引用回归公式描述的实验结果时，引用时的条件应在回归式的实验条件范围内。 如果引用时的条件超出回归式的实验条件范围时，则误差相应增加。