Microsoft Word Лабораторные работы по биофизике часть 3
Классификация погрешностей измерения
жүктеу/скачать 2,5 Mb. Pdf көрінісі
|
Биофизика лабораторный практикум ч3
| Классификация погрешностей измерения
Измерения делятся на прямые и косвенные . Измерения, при которых физическая величина определяется непосредственно с помощью приборов, называются прямыми . Примеры прямых из- мерений: определение линейных размеров тел с помощью мас- штабной линейки, штангенциркуля или микрометра, взвешивание тел, измерение времени секундомером. Чаще приходится вычислять искомую величину по форму- лам, включающим физические величины, получаемые прямыми измерениями. Такие измерения называются косвенными . Приме- ры косвенных измерений могут служить измерения объемов тел. Объем параллелепипеда (V) вычисляется по формуле V = a b c , где а , b , с – длина, ширина и высота бруска – величины, получае- мые путем прямых измерений, например, штангенциркулем. Любые измерения производятся с некоторыми погрешностя- ми (ошибками измерений). Погрешности, возникающие вследствие недосмотра, грубых ошибок экспериментатора или неисправности аппаратуры, назы- ваются промахами . Результаты измерений, содержащие грубые погрешности (промахи), отбрасываются. Не связанные с грубыми ошибками погрешности делятся на случайные и систематические . Погрешности, меняющие величину и знак от опыта к опыту, называют случайными . Случайные погрешности могут быть свя- заны с несовершенством объекта измерений, например, при из- мерении диаметра проволоки – она из-за случайных причин, воз- никающих при изготовлении, имеет не вполне круглое сечение, что приводит к разбросу повторных измерений ее диаметра. Из-за не вполне правильной формы получаются несколько различные значения длины, ширины и высоты параллелепипеда при повтор- ных измерениях. Типичным примером случайных погрешностей может служить так называемая ошибка параллакса: отсчет деле- ний шкалы прибора (например, нониуса) зависит от положения глаза экспериментатора. Случайные погрешности могут быть 98 связаны с трением в приборах. Так стрелка измерительного при- бора будет останавливаться не на "правильном" делении, а вбли- зи него то справа, то слева. При взвешивании случайные погреш- ности возникают в результате сотрясения основания весов при движении городского транспорта, от сквозняков и т.д. Погрешности, сохраняющие свою величину и знак во время экспериментов, называют систематическими . Они могут быть связаны с неправильной шкалой прибора, неравномерным шагом микрометрического винта, не равными плечами весов. Система- тические ошибки могут быть связаны с методом измерений. На- пример, если при взвешивании тела не учитывать действия вы- талкивающей силы воздуха, мы будем все время получать зани- женные результаты взвешивания. Округляя численную величину до какого-то приближенного значения, например, полагая =3; = 3,1; = 3,14; = 3,1416 и т.д., вместо = 3,14159265… мы допускаем систематическую погрешность. К систематическим ошибкам приводит неправильная уста- новка прибора, например, неопытный экспериментатор не отре- гулировал "нуль", поставил весы вблизи трубы отопления, что привело к неодинаковому нагреву левого и правого плеча коро- мысла весов. В результате систематических погрешностей имеющие разброс из-за случайных ошибок результаты опыта ко- леблются не вокруг истинного, а вокруг некоторого смещенного значения. Погрешность, вносимая измерительным прибором при каж- дом отдельном измерении, называется приборной погрешностью . Приборная погрешность содержит в себе как систематические, так и случайные погрешности. К систематическим погрешностям можно отнести погрешности, связанные со смещением начала от- счета шкалы, с неравномерностью нанесения штрихов шкалы и т.п. Из случайных погрешностей в состав приборной погрешно- сти входят погрешности, возникающие под действием силы тре- ния в отдельных частях прибора, из-за движения частей прибора друг относительно друга в зазорах (люфт) и т.д. Выявление систематических погрешностей измерительных приборов производится с помощью эталонных приборов и требу- ет тщательных метрологических исследований. Поэтому в обыч- 99 ной лабораторной практике приборную ошибку приближенно считают случайной ошибкой, характерной для партии данных приборов в условиях их массового производства. Абсолютной погрешностью измерений называют разность между найденным на опыте и истинным значением физической величины. Относительной погрешностью измерений называют отно- шение абсолютной погрешности к значению измеряемой величи- ны. Так как обычно истинное значение измеряемой физической величины неизвестно, точно вычислить абсолютную и относи- тельную погрешности измерений невозможно. При практических измерениях погрешности не вычисляются. Приемы оценки по- грешностей обосновываются теорией вероятностей и математи- ческой статистикой и изложены во многих пособиях и руково- дствах. Список некоторых из них дан в конце описания. Мы приводим здесь лишь краткие рекомендации по оценке случайных погрешностей при прямых измерениях. жүктеу/скачать 2,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|