用恒定刺激法测定重量差别阈限
1. 引言
恒定刺激法又叫正误法，次数法，是测量感觉阈限的三种方法之一。该法的特点是只用少数
的几个刺激，而且它们在测定过程中是恒定不变的，恒定刺激法也因此得名。用该法测定可
绝对阈限和差别阈限。
用该法测定差别阈限时要呈现两类刺激：一个标准刺激和几个变异刺激。一边情况下经常确
定一个能被感觉到的某一个刺激强度为标准刺激。变异刺激的确定要视所研究的具体问题和
所确定的反应变量指标来确定。这里测定重量差别阈限的变异刺激的选取要做预备试验，从
预备实验中选取少数刺激一般 5~7 个而且它们在测定过程中是恒定不变的，要特别注意的是
选定的刺激最大强度为每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度，它被感觉到的可能性不低
于 95%。选定的刺激最小强度为每次呈现几乎都不能为被试感觉到的强度，它被感觉到的
可能性不高于 5%。选定的呈现刺激的范围之后，再在这个范围内取距离相等的刺激。
用恒定刺激法测定重量差别阈限时，一般要求在比较标准刺激和变异刺激后作“正”“等”或“否”
的判断。这样在总的反应系列就可以得到两个感觉上的转折点，它们分别就是差别阈限的上
限 Lu 和下限 Ll。上限和下限可用直线内插法求的，并进一步计算差别阈限 DL。公式如下：
DL=（Lu-Ll）/2
本实验的目的是通过测定来重量差别阈限来学习恒定刺激法。
2. 方法
被试
本实验的被试为徐州师范大学本科生一名，19 岁，女生，
材料
高 2 厘米，直径 4 厘米的圆柱体一套，8 个。圆柱体的重量规格如下：100 克 2 个，88 克，
92 克，96 克，104 克，108 克，112 克各一个。
程序
（1）预备实验
选定标准刺激为 100 克的圆柱体，然后在重 88 克，92 克，96 克，100 克，104 克，108 克，
112 克圆柱体里选比较刺激五个，方法为;分别把重 88 克，92 克，96 克，100 克，104 克，108
克，112 克圆柱体与标准刺激 100 克的圆柱体做比较各 20 次，选出不低于 95%感觉到比标
准刺激 100 克的圆柱体重的和不高于 5%感觉到比标准刺激轻的，为最强和最弱的刺激。然
后在最强和最弱的刺激中间等距取三个刺激，（这里取 92 克，96 克，100 克，104 克，108
克）最后这五个刺激为比较刺激。
（2）随机次序
以抓阄的方法随机选定 5 个比较刺激的出现顺序。5 个比较刺激各与标准刺激比较 20 次，
还要确定比较刺激和标准刺激的位置（即在被试的那只手上：左或右）所以各呈现 10 次左
手比较刺激右手标准刺激和 10 次左手标准刺激右手比较刺激。
（3）开始试验
∶让被试坐在桌边，遮住眼睛，手伸平，掌心向上不能弯手指，主试把刺激放在被试手上，
被试上下掂两下约 2 秒放下。
∶在进行 100 次比较时，被试报告感觉到的刺激比标准刺激重，轻和相等分别记为
“+”“-”“=”。
3. 结果
分别统计各变异刺激比标准刺激轻、重、和相等的次数，并列出相应的百分数。
表 1 用恒定刺激法测定重量差别阈限
（标准刺激为 100 克）
比较刺激/g 比较的结果（次数的%）
“+” “=” “-” “+”和“=”
92 25 10 65 35
96 30 25 45 55
100 40 25 35 65
104 70 20 10 90
108 100 0 0 100
以变异刺激的重量为横坐标，以反应各变异刺激重于、轻于和等于标准刺激的次数的百
分数为纵坐标，把所得的结果画成三条曲线。
图 1 用直线内插法求重量差别阈限值
用直线内插法分别根据图表求出重量差别阈限
使用直线内插法的公式法计算得到 50%的次数被判断比标准刺激重的重量约为 克和
50%的次数被判断比标准刺激轻的重量为 95 克。这两个数值分别为上限和下限（即
Lu= 克，Ll=95 克）。根据上限和下限，就可计算如下：
上差别阈限=DLu=-100g=
下差别阈限=DLl=100g-95g=5g
差别阈限=（+5g）/2=
即被试的差别阈限为
4．讨论
用恒定刺激法测定重量差别阈限的特点是：只用少数的几个刺激，而且它们在测定过程
中是恒定不变的。要从预备实验中根据最强刺激（被感觉到的可能性不低于 95%）和最弱
的刺激（感觉到的可能性不高于 5%）选取比较刺激，选出的五个比较刺激分别与标准刺激
比较。选取的比较刺激呈现次序是随机的（可按抓阄的方法确定），
实验中为了保证实验的信度和效度要控制误差：为了消除时间误差要求主试一定要在同
时将圆柱体放到被试手中，或是做前 10 次先给标准刺激，后 10 次先给比较刺激。考虑到被
试左右手的感受性大小，前 10 次标准刺激在左手，后 10 次标准刺激在右手，这样控制习惯
误差。由于刺激数目少且随机出现，因此不会出现习惯误差和期望误差，但因此增加被试猜
测成分，也可能产生误差。可用 ABBA 进行平衡。
最后随着时间增加被试产生的疲劳效应和练习效应，积极性降低也会影响结果，用平均差误
法让被试亲自参与可提高被试积极性。
根据直线内插法算差别阈限时，要作图得到上限和下限然后计算上差别阈和下差别阈最
后得到差别阈限。但要注意作图的精确性。
5. 结论
本实验的目的是通过测定来重量差别阈限来学习恒定刺激法。用恒定刺激法来测量差别阈限
可用直线内插法计算阈限值。但要注意是三类反应还是二类反应。
6. 参考文献
郭秀艳. 实验心理学. 北京： 人民教育出版社，2004
7. 附录
表 2 重量判断记录表（标准刺激为 100 克）
注：L 为标准刺激在左手；R 为标准刺激在右手
恒定刺激法测差别阈限实验报告
摘要 差别阈限是指刚好能引起差异感受的刺激变化量。恒定刺激法又叫正误法，次数法，
它是心理物理学中最准确，应用最广的方法，可用于测定绝对阈限，差别阈限和等值，还可
用于确定其他很多种心理值。它对于测量那些不易随时改变强度的刺激比较方便，比如重量。
本实验的目的在于通过测定重量差别阈限学习恒定刺激法。四名大学生被试参与实验，得到
的重量差别阈限分别为 3g、3g、、，平均差别阈限为 。
关键字：重量 差别阈限 恒定刺激法 直线内差法 韦伯定律
1 引言
感觉阈限（sensory threshold）又称阈限，包括绝对阈限（absolute threshold）和差别阈限
（difference threshol）。前者指刚好能够引起心理感受的刺激大小；后者指刚好能引起差异
感受的刺激变化量。
恒定刺激法是测量感觉阈限的三种方法之一。它的特点是只用少数几个（5～7 个）刺激，
并且在实验过程中，它是不变的。找 50％的点：一个刺激经常出现在感觉到和不感觉到的
中间地带，即它能感觉到的次数仅是其全部长时次数的百分之几。当是 50％时，即阈限位
置。它具有以下优点：（1）刺激数量较少，而且不需调整刺激强度。所以用这种方法测量
不容易改变强度的刺激比较方便。（2）刺激呈现顺序随机，被试不知道，这样就不会产生
期望误差和习惯误差。但是也同时存在着缺点,当用三种判断确定差别与现实不肯定间距的
大小会随着被试的态度而变化，会影响最终结果。但这可以用信号检测论克服。
用恒定刺激法侧重量差别阈限时，每次要呈现两个刺激，让被试比较，一个是强度大小不
变的标准刺激，另一个是强度按递增或递减顺序排列的比较刺激。标准刺激在每次比较时都
出现，比较刺激按递增或递减系列与标准刺激匹配呈现，直到被试的反应发生转折。将被试
的报告分为三类反应，（1）比较刺激大于标准刺激，记为“＋”；（2）比较刺激等于标准刺
激时，记为“＝”；（3）比较刺激小于标准刺激，记为“－”。 差别阈限的计算：（1）在递
减系列中最后一次“＋”到非“+”（即“＝”或“－”）之间的中点为差别阈限的上限，用 Lu 表示；
第一次非“－”到“－”之间的中点为差别阈限的下限，用 Ll 表示。（2）在递增系列中最后依
次“－”到非“－”之间的中点为 Ll；第一次非“＋”到“＋”之间的中点为 Lu。（3）在上限与下
限之间的距离为不肯定间距 Iu。（4）不肯定间距的中点是主观相等点。在理论上主观相等
点（或主观等点）（point ofsubjective equality，简称 PSE）应与标准刺激（S）相等，但实
际上两者有一定的差距，这个差距称为常误（constant error，简称 CE）。（5）取不肯定间
距的一半或者取上差别阈（Dlu=Lu-St）和下差别阈（DLl=St-Ll）之和的一半为差别阈限。
以上阐述可用公式表示为：
DLu=Lu-St DLl=St-Ll
PSE=Lu+Ll/2 CE=St-PSE
DL=(Lu-St)+(St-Ll)/2=DLu+DLl/2=Lu-Ll/2
本实验的目的是通过测定重量差别阈限学习恒定刺激法。
2 实验
方法
被试四名本科大学生,得到四份实验结果。
实验器材 JGW—B 心里试验台操作箱，5CM 直径 4CM 圆柱体一共八套，100g 两个，
88g、92g、96g、104g、108g、112g 各一个。
试验程序
（1）取第二套材料中重 100 g 的圆柱体作为标准刺激。重 88 g、92 g、96 g、100 g、104 g、
108 g 和 112g 的圆柱体作为变异刺激，让被试把变异刺激和标准刺激各比较 10 次，共 70
次，每对刺激呈现的顺序按随机原则排列。为消除顺序误差，10 次中 5 次先给标准刺激，5
次先给变异刺激。
（2）让被试坐在桌边，右手伸入测试口，主试把标准刺激放在桌边约 20cm 处正对被试的
地方，并用粉笔标出圆柱体在桌面上的位置；
（3）被试用右手的拇指和食指拿住圆柱体慢慢向上举，轻轻上下掂两下，约两秒钟后放下
（这是胳膊不要离开桌面）。主试呈现重量时要保持同一位置，第二个重量呈现的时间不可
太迟，当被试放下第一个重量后，主试立刻换上第二个重量，间隔最好不要超过 1 秒，以
免被试对第一个重量的感觉消退。两次比较至少要间隔 5 秒，以免各次感觉相互干扰。
（4）指导语：“请你一对对比较圆柱体重量，当你听到我把圆柱体放到测试面上时，就用师
范的方法轻轻提起它，注意这是的感觉重量，放下后也要尽量保持，当拿第二个时，请你与
第一个比较，如果感觉轻就说‘轻’，感觉重了就说‘重’，分不清就说‘相等’，一共比较几十次，
每次比较必须做出判断，标准要尽量一致。”
（5）主试按顺序呈现刺激，被试用单手先提举后报告第二个重量比第一个重量轻、重、还
是相等，主试分别用“+”、 “－”和“=”进行记录。每 10 次休息 2 分钟。
3 结果与分析
列出第一名被试实验结果相应的百分数，记入下表:
比较的结果（次数的%）
比较刺激/g
“+” “=” “—”
112
108
104
100
96
92
88
100
70
70
30
10
30
0
0
0
0
40
20
10
10
0
30
30
40
70
60
90
以变异刺激的重量为横坐标，以反应各变异刺激重于、轻于和等于标准刺激的次数的百分数
为纵坐标，把所得结果画成三条曲线。用直线内插法分别根据图表求出重量差别阈限
（DL）。
上差别阈限 DLu=-100=
下差别阈限 DLi==
差别阈限 DL=（+）/2=3g
列出第一名被试实验结果相应的百分数，记入下表:
比较的结果（次数的%）
比较刺激/g
“+” “=” “—”
112
108
104
100
96
92
88
100
70
70
30
10
30
0
0
0
0
40
20
10
10
0
30
30
40
70
60
90
以变异刺激的重量为横坐标，以反应各变异刺激重于、轻于和等于标准刺激的次数的百分数
为纵坐标，把所得结果画成三条曲线。用直线内插法分别根据图表求出重量差别阈限
（DL）。
上差别阈限 DLu=-100=
下差别阈限 DLi==
差别阈限 DL=（+）/2=3g
列出第一名被试实验结果相应的百分数，记入下表:
比较的结果（次数的%）
比较刺激/g
“+” “=” “—”
112
108
104
100
96
92
88
90
90
70
30
20
10
10
0
0
0
60
10
10
0
10
10
30
10
70
80
90
以变异刺激的重量为横坐标，以反应各变异刺激重于、轻于和等于标准刺激的次数的百分数
为纵坐标，把所得结果画成三条曲线。用直线内插法分别根据图表求出重量差别阈限
（DL）。
上差别阈限 DLu=103-100=3g
下差别阈限 DLi==
差别阈限 DL=（3+）/2=
列出第一名被试实验结果相应的百分数，记入下表:
比较的结果（次数的%）
比较刺激/g
“+” “=” “—”
112
108
104
100
90
100
80
30
0
0
0
60
10
20
40
90
96
92
88
0
10
10
40
10
0
80
100
90
以变异刺激的重量为横坐标，以反应各变异刺激重于、轻于和等于标准刺激的次数的百分数
为纵坐标，把所得结果画成三条曲线。用直线内插法分别根据图表求出重量差别阈限
（DL）。
上差别阈限 DLu=-100=
下差别阈限 DLi==
差别阈限 DL=（+）/2=
四名被试的重量差别阈限分别为 3g、3g、、，平均差别阈限为 。
上述实验中，被试的反应为三类反应，当只要求被试进行两类反应时，上述计算方法则会遇
到问题：“大于”标准刺激和“小于”标准刺激的两条直线将相交于 50%处，上限和下限值相等。
此时，则要选取 75%处，即与标准刺激完全能辨别（100%处）和与标准刺激不能辨别
（50%）的中点作直线内插，求得上限和下限。这种差别阈限和前面提到的操作定义不相符
合，因此常将这种阈限称为 75%差别阈限。
4 讨论
恒定刺激法的特点：只用经常被感觉到的和经常不被感觉到这一感觉过度地带的 5-7
个刺激；而这几个刺激在整个测定阈限的过程中是固定不变的，而且是和标准刺激随机呈现
的；根据出现的次数来决定阈限，即以次数的整个分布来求阈限。
韦伯发现，同类感觉刚刚能觉察到的差别，与原来刺激强度的比例是恒定的。用公式
表示即：ΔI / I ＝ K.式中 I 为原来刺激的强度；ΔI 为刺激的增量，即最小可觉差；K 是相
对差别阈限，又称韦伯比值或韦伯分数。韦伯发现的这个规律就叫韦伯定律。研究表明，不
同感觉道的 K 值是不同的。研究还表明，韦伯定律只适用于中等刺激强度的范围。重量差
别感觉阈限的 K 值约为 。四名被试差别阈限的平均数为 ，由此得出 K=，
基本符合韦伯定律。
5 结论
运用恒定刺激法测差别阈限只用少数几个（5～7 个）刺激，并且在实验过程中，它是不
变的。找 50％的点：一个刺激经常出现在感觉到和不感觉到的中间地带，即它能感觉到的
次数仅是其全部长时次数的百分之几。当是 50％时，即阈限位置。四名被试差别阈限的平
均数为 ，由此得出 K=，符合基本韦伯定律。
参考文献
1 杨治良．基础试验心理学．兰州：甘肃人民出版社，1988：142~144
2 叶奕乾,何存道,梁宁建．普通心理学．上海 ：华东师范大学出版社，2004∶89~93
注：实验原始数据见实验报告学号为 17~20 的四位同学的数据。
