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数据处理API指南.md

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数据处理API指南

数据处理API源代码为 calc.py，调用方法可参考 exp5.py。

科学计数法输出

  • 调用方法： numlatex(num, prec)
  • 参数： num：数字 prec：有效数字位数（缺省值：5）
  • 返回： Latex代码

平均值、标准差、不确定度计算

  • 调用方法： analyse(data, delta_b1, delta_b2, symbol, unit, confidence_C, confidence_P)

  • 参数： data：实验数据（一维数组） delta_b1：仪器最大允差 $\Delta_仪$ delta_b2：估读最大允差 $\Delta_估$ symbol：该物理量的符号 unit：该物理量的单位 confidence_C：置信系数C（缺省值：3） confidence_P：置信概率P（缺省值：0.95）

  • 返回： average：平均值 $\overline{x}$ sigma：标准差 $\sigma$ delta_b：B类不确定度 $\Delta_B$ unc：延伸不确定度 $U$

    averagex：平均值 $\overline{x}$ 的 Latex 代码 sigmax：标准差 $\sigma$ 的 Latex 代码 delta_bx：B类不确定度 $\Delta_B$ 的 Latex 代码 uncx：延伸不确定度 $U$ 的 Latex 代码

    averagex2：平均值 $\overline{x}$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 sigmax2：标准差 $\sigma$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 delta_bx2：B类不确定度 $\Delta_B$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 uncx2：延伸不确定度 $U$ 的面向 MathML 的 Latex 代码

  • 调用示例： res_l = analyse(data["l"], 0.12, 0.05, "l", "cm")

最小二乘法线性回归

这里我们只考虑了 A 类不确定度；至于由 x 物理量和 y 物理量的 B 类不确定度如何推出斜率的 B 类不确定度，这个问题非常复杂，且物理实验教学中心并未对其作出解释。

如果你有意改进，一份参考资料是 GUM 标准（ISO 标准与中国国标中不确定度的评定和表示都是基于这份标准），请按照此标准实现。

  • 调用方法： analyse_lsm(data_X, data_Y, symbol_X, symbol_Y, unit_m, unit_b)

  • 参数： data_X：X轴数据（一维数组） data_Y：Y轴数据（一维数组） symbol_X：X轴数据物理量的符号 symbol_Y：Y轴数据物理量的符号 unit_m：斜率的单位 unit_b：截距的单位

    注意单位要统一。

  • 返回： m：斜率 $m$ b：截距 $b$ r：线性拟合的相关系数 $r$ u_m：斜率的延伸不确定度 $u_m$ u_b：截距的延伸不确定度 $u_b$

    mx：斜率 $m$ 的 Latex 代码 bx：截距 $b$ 的 Latex 代码 rx：线性拟合的相关系数 $r$ 的 Latex 代码 u_mx：斜率的延伸不确定度 $u_m$ 的 Latex 代码 u_bx：截距的延伸不确定度 $u_b$ 的 Latex 代码

    mx2：斜率 $m$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 bx2：截距 $b$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 rx2：线性拟合的相关系数 $r$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 u_mx2：斜率的延伸不确定度 $u_m$ 的面向 MathML 的 Latex 代码 u_bx2：截距的延伸不确定度 $u_b$ 的面向 MathML 的 Latex 代码

  • 调用示例： res_lsm = analyse_lsm(data["F"], data["b"], "F", "b", "cm/N", "cm")

表达式及合成不确定度计算

  • 调用方法： analyse_com(exp, varr, constt, unit, confidence_P)

  • 参数： exp：计算表达式（字符串） varr：变量（元组），元组的每个元素均为元组，该子元组的第1个元素为变量名，第2个元素为变量值，第3个元素为其不确定度 constt：常量（元组），元组的每个元素均为元组，该子元组的第1个元素为常量名，第2个元素为常量值 unit：运算结果的单位 confidence_P：置信概率P（缺省值：0.95） 注意：单位要统一；变量/常量子元组需要使用2个括号；若仅计算表达式，不计算合成不确定度，则传入 varr=()，并将所有变量信息放在 constt 元组中。

  • 返回： ans：表达式计算值 unc：合成不确定度计算值

    ansx：表达式计算的Latex代码 uncx：合成不确定度计算的Latex代码 finalx：最终结果的Latex代码

    ansx2：表达式计算的面向MathML的Latex代码 uncx2：合成不确定度计算的面向MathML的Latex代码 finalx2：最终结果的面向MathML的Latex代码

  • 调用示例： g_com = analyse_com("g=4*pi**2*l/T**2", (("l",0.6976,0.0021), ("T",1.677,0.0064)), (("pi",3.1415926),), "m/s^2")