Вимірювання фізичних величин і розрахунок похибок

 

Одним з початкових етапів фізичного методу пізнання є вимірювання. Вимірювання – це процес порівняння фізичної величини з еталоном, прийнятим за одиницю.

       В більшості випадків вимірювання є неточним. Точність вимірювання в основному залежить від наступних факторів: точність роботи вимірювального приладу, флуктуація параметрів зовнішнього середовища, фізичні характеристики експериментатора, кваліфікація експериментатора.

       Промахи – це заздалегідь невірні результати, які відкидають та в подальших розрахунках не використовують.

       Систематичні помилки виникають від недосконалості приладів для вимірювань, а також від недостатньо-розробленої теорії досвіду (наприклад, важко врахувати багато причин, які впливають на точність шуканого результату: вплив середовища, роль домішок, контакти з іншими тілами і т. д. – це так звані об’єктивні причини). Систематичні помилки дають відхилення результату від дійсного значення тільки в одну сторону (або в сторону збільшення, або в сторону зменшення). Систематичних помилок можна уникнути шляхом вивчення приладів, якими користуються при виконанні робіт, повною розробкою теорії досвіду, а також введенням відповідних поправок в результат вимірювань.

       Випадкові помилки виникають за рахунок: принципової неточності приладів, флуктуації параметрів зовнішнього середовища, органів відчуттів експериментатора.

       Випадкові помилки можуть змінювати результати як в більшу так і вменшу сторони з однаковою імовірністю.

       Виключити при вимірах випадкові помилки неможливо, але завдяки тому, що до випадкових помилок можна застосувати закони теорії ймовірностей, можна зменшити вплив цих помилок на кінцевий результат вимірювань.

Усі вимірювання можна поділити на прямі (безпосередні) та непрямі (посередні).

       Прямі вимірювання – це такі, які отримують шляхом безпосереднього порівняння фізичної величини з еталоном та зчитуванням результатів по шкалі вимірювального приладу, а також табличні значення.

       Непрямі вимірювання – це такі, які отримують шляхом їх математичної залежності через окремі прямі вимірювання.

Для характеристики неточності прямих та непрямих вимірювань застосовують наступні параметри:

       Абсолютна похибка – величина, яка показує на скільки дане вимірювання може відрізнятися як в більшу, так і в меншу сторону від дійсного значення. Тому її записують за абсолютною величиною, розуміючи при цьому, що вона з однаковою імовірністю може мати два протилежні знаки.

,

де  – дійсне значення.

 

       Відносна похибка – величина, яка показує, яку частку або скільки відсотків складає абсолютна похибка від вимірюваного значення:

 

,

.

 

Переважно, числове значення абсолютної похибки заокруглюють до однієї значущої цифри, а відносної похибки – до двох значущих цифр.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: