python实现大学物理实验不确定度计算

最近大学物理实验开始了，其中计算不确定度着实让人头疼，这里花费三个小时写个代码计算一下不确定度，顺便开源了，代码如下：

import mathli = []
# 存储t因子
dict_t = {1: 0, 3: 1.32, 4: 1.2, 5: 1.14, 6: 1.11, 7: 1.09, 8: 1.08, 9: 1.07, 10: 1.06, 20: 1.03}
dic_M = {"铜圆柱": 50.24, "金属圆管": 134.82, "钢球的质量": 28.29}
dic_tong_h = [5.152, 5.154, 5.150, 5.152, 5.154]
dic_tong_q = [1.1991, 1.1992, 1.1991, 1.1999, 1.1991]
dict_Ub1 = {"游标卡尺": 0.0012, "千分尺": 0.00013, "米尺": 0.017, "单次测量米尺": 0.1, "天平": 0.007}  # 单位cm
dic_jin_D = [5.452, 5.450, 5.452, 5.450, 5.454]
dic_jin_d = [3.014, 3.012, 3.010, 3.014, 3.014]
dic_jin_H = [2.982, 3.022, 2.988, 3.022, 2.986]
dic_gang_R = [1.9056, 1.9055, 1.9056, 1.9050, 1.9052]
aver_gang = (dic_gang_R[0] + dic_gang_R[1] + dic_gang_R[2] + dic_gang_R[3] + dic_gang_R[4]) / 5
aver_tong_d = (dic_tong_q[0] + dic_tong_q[1] + dic_tong_q[2] + dic_tong_q[3] + dic_tong_q[4]) / 5
aver_tong_h = (dic_tong_h[0] + dic_tong_h[1] + dic_tong_h[2] + dic_tong_h[3] + dic_tong_h[4]) / 5
aver_jin_D = (dic_jin_D[0] + dic_jin_D[1] + dic_jin_D[2] + dic_jin_D[3] + dic_jin_D[4]) / 5
aver_jin_d = (dic_jin_d[0] + dic_jin_d[1] + dic_jin_d[2] + dic_jin_d[3] + dic_jin_d[4]) / 5
aver_jin_H = (dic_jin_H[0] + dic_jin_H[1] + dic_jin_H[2] + dic_jin_H[3] + dic_jin_H[4]) / 5def get_tong_midu(wuti, h, q):return 4.0 * wuti / (3.14 * h * q * q)def get_jin_midu(wuti1, D, d, H):return abs(4.0 * wuti1 / (3.14 * H * (D * D - d * d)))def get_gang_midu(wuti2, R):return 6 * wuti2 / (3.14 * math.pow(R, 3))class buquedingdu:def __init__(self, n):self.n = n  # 数据个数self.t = dict_t[self.n]self.Ua = 0self.average = 0def get_average(self):""":return: 返回算数平均值"""num = self.nsum_n = 0while num:shuju = float(input("请输入你的数据："))li.append(shuju)sum_n += shujupassnum -= 1print("算数平均值为{}".format(sum_n / n))self.average = sum_n / nreturn self.averagedef get_std_cha(self):  # 计算标准差average = self.get_average()  # 计算算数平均值get_sum = 0for i in range(self.n):get_sum += math.pow(li[i] - average, 2)Sx = math.sqrt(get_sum / (self.n - 1))print("标准差为:{}".format(Sx))return Sxdef get_std_piancha(self):  # 计算标准偏差self.Ua = self.t * self.get_std_cha() / math.sqrt(self.n)print("标准偏差为(A类不确定度,取两位有效数字)：{}".format(self.Ua))return self.Uadef get_Uc(self):Uc = math.sqrt(math.pow(self.Ua, 2) + math.pow(dict_Ub1[yiqi], 2))print("C类不确定度为：{}(取一位有效数字,非0即进)".format(Uc))print(f"测量结果为：\n{self.average}+-{Uc}", "Er相对不确定度为：{}%(取两位有效数字)".format(Uc / self.average * 100))return Ucdef get_once_Uc(self):Uc = math.sqrt(math.pow(dict_Ub1["米尺"], 2) + math.pow(dict_Ub1["单次测量米尺"], 2))print("C类不确定度为：{}(取一位有效数字,非0即进)".format(Uc))print(f"测量结果为：\n{self.average}+-{Uc}", "Er相对不确定度为：{}%(取两位有效数字)".format(Uc / self.average * 100))return Ucdef get_gang_buqueding(self):Um = float(input("请输入质量差值："))Ud = float(input("请输入直径差值"))Er = math.sqrt(math.pow(Um / dic_M["钢球的质量"], 2) + 9 * math.pow(Ud / aver_gang, 2))Uc = get_gang_midu(dic_M["钢球的质量"], aver_gang) * Erprint("钢球Uc：{}".format(Uc))print("钢球Er相对不确定度为：{}".format(Er))def get_tong_buqueding(self):Um = float(input("请输入质量差值："))Ud = float(input("请输入直径差值"))Uh = float(input("请输入高度差值"))Er = math.sqrt(math.pow(Um / dic_M["铜圆柱"], 2) + 4 * math.pow(Ud / aver_tong_d, 2) + math.pow(Uh / aver_tong_h, 2))Uc = Er * get_tong_midu(dic_M["铜圆柱"], aver_tong_h, aver_tong_d)print("铜圆柱Uc：{}".format(Uc))print("铜圆柱Er相对不确定度为：{}".format(Er))def get_yuanhuan_buqueding(self):Um = float(input("请输入质量差值:"))UD = float(input("请输入大径差值:"))Ud = float(input("请输入直径差值:"))Uh = float(input("请输入高度差值:"))Er = math.sqrt(math.pow(Um / dic_M["金属圆管"], 2) + 4 * math.pow(aver_jin_D * UD / (aver_jin_D * aver_jin_D - aver_jin_d * aver_jin_d), 2) + 4 * math.pow(aver_jin_d * Ud / (aver_jin_D * aver_jin_D - aver_jin_d * aver_jin_d), 2) + Uh / aver_jin_H)Uc = get_jin_midu(dic_M["金属圆管"], aver_jin_D, aver_jin_d, aver_jin_H) * Erprint("圆环Uc：{}".format(Uc))print("圆环Er相对不确定度为：{}".format(Er))if __name__ == '__main__':try:dic_M["铜圆柱"] = float(input("请输入铜圆柱质量："))for i in range(5):dic_tong_h[i] = float(input(f"请输入铜的高度h,还剩下{4-i}次："))dic_tong_q[i] = float(input(f"请输入铜的直径d,还剩下{4-i}次："))dic_M["金属圆管"] = float(input("请输入金属圆管质量："))for i in range(5):dic_jin_D[i] = float(input(f"请输入金属圆环的大径D,还剩下{4-i}次"))dic_jin_d[i] = float(input(f"请输入金属圆环的小径d,还剩下{4-i}次"))dic_jin_H[i] = float(input(f"请输入金属圆环的高H,还剩下{4-i}次："))dic_M["钢球的质量"] = float(input("请输入钢球的质量："))for i in range(5):dic_gang_R[i] = float(input(f"请输入钢球的半径R,还剩下{4-i}："))aver_gang = (dic_gang_R[0] + dic_gang_R[1] + dic_gang_R[2] + dic_gang_R[3] + dic_gang_R[4]) / 5aver_tong_d = (dic_tong_q[0] + dic_tong_q[1] + dic_tong_q[2] + dic_tong_q[3] + dic_tong_q[4]) / 5aver_tong_h = (dic_tong_h[0] + dic_tong_h[1] + dic_tong_h[2] + dic_tong_h[3] + dic_tong_h[4]) / 5aver_jin_D = (dic_jin_D[0] + dic_jin_D[1] + dic_jin_D[2] + dic_jin_D[3] + dic_jin_D[4]) / 5aver_jin_d = (dic_jin_d[0] + dic_jin_d[1] + dic_jin_d[2] + dic_jin_d[3] + dic_jin_d[4]) / 5aver_jin_H = (dic_jin_H[0] + dic_jin_H[1] + dic_jin_H[2] + dic_jin_H[3] + dic_jin_H[4]) / 5num = input("输入1获取圆柱体、金属圆管、钢球的密度")if num == "1":print("铜圆柱密度为{}:".format(get_tong_midu(dic_M["铜圆柱"], aver_tong_h, aver_tong_d)),"金属圆环密度为:{}".format(get_jin_midu(dic_M["金属圆管"], aver_jin_D, aver_jin_d, aver_jin_H)),"钢球密度为:{}".format(get_gang_midu(dic_M["钢球的质量"], aver_gang)))except Exception as erro_msg:print(erro_msg)while True:try:yiqi = input("请输入你所测量的仪器：")n = int(input("请输入需要的输入的数据个数(单次测量请输入1，多次测量需输入大于3的数)："))U = buquedingdu(n)BU=input("输入1获取钢球、金属圆环、铜圆柱不确定度、输入2获取多次测量计算的不确定度")if BU=="1":U.get_tong_buqueding()U.get_yuanhuan_buqueding()U.get_gang_buqueding()if BU=="2":if n >= 3:U.get_std_piancha()U.get_Uc()elif n == 1:U.get_average()U.get_once_Uc()except Exception as erro_msg:print(erro_msg)exit1=input("输入exit或0退出")if exit1=='0':break

话不多说了，没有安装python的童鞋们，这里给你们提供了这个代码的exe可执行文件，打开就可以用啦。

链接：https://pan.baidu.com/s/19stkoQRvytlh4dunzmFctA
提取码：iwyj

欢迎大佬指正代码

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