5. Предварительная подготовка к выполнению лабораторных работ

1. Ознакомьтесь с теорией вопроса, изложенной в описании лабораторной работы и в указанной к ней литературе.

2. Найдите ответы на контрольные вопросы: каковы цель эксперимента, принцип действия измерительной установки; какие величины непосредственно измеряются, какие вычисляются, какую зависимость вы должны получить теоретически и исследовать практически в процессе эксперимента.

3. Заготовьте титульный лист отчета о лабораторной работе, второй и третий листы отчёта. Второй лист обычно содержит цель работы, макет таблицы приборов, исходные данные и рабочие формулы.

Рабочие формулы содержат два основных принципиально различных блока: теоретические зависимости, подлежащие исследованию в процессе эксперимента, и расчётные формулы, используемые при косвенных измерениях физических величин, входящих в исследуемые зависимости. Кроме того, расчётные формулы содержат формулы для определения погрешностей измеряемых величин.

Теоретические зависимости сопровождаются схематичными графиками.

4. На лабораторном занятии получите у преподавателя разрешение выполнять работу. Для этого необходимо:

а) ответить на контрольные вопросы;

б) уточнить объем измерений и форму таблиц результатов измерений.

6. Оформление протокола лабораторной работы

1. В таблицу приборов для каждого прибора должны быть записаны наименование (например, вольтметр), тип, пределы измерений (в единицах измеряемой величины), цена деления (видимая – для цифрового прибора, расчётная – для стрелочного), класс точности прибора и стандартная систематическая погрешность (вычисленная по формуле (11)).

2. В таблицу результатов измерений первичные данные следует записывать «как вижу», например, в виде числа делений без пересчета в другие единицы, чтобы исключить ошибки при снятии первичных данных. Для последующих промежуточных расчетов рекомендуется предусмотреть в таблице одну или несколько позиций (столбцов).

3. С целью сохранения точности рекомендуется в промежуточных результатах оставлять на 1–2 значащих цифры больше, чем в первичных данных. Значащими цифрами являются все цифры, кроме нулей перед целой частью числа.

4. Окончательная запись результатов измерений производится в виде:

; , (14)

где – измеренное значение физической величины,– погрешность измерений,– установленная доверительная вероятность.

Запись (14) означает, что с вероятностью истинное значение измеряемой величины находится в интервале отдо.

В случае, когда заранее известно СКО и проводится однократное измерение при заданной доверительной вероятности, дляиимеем:;. В случае, когда СКОзаранее неизвестно и проводятся многократные измерения, а систематическая погрешность много меньше случайной, дляипри заданной доверительной вероятности имеем:

• при числе измерений >:;;

• при числе измерений <<:;.

Здесь – выборочное СКО, определяемое формулой (6), а– коэффициент Стьюдента.

Когда систематические и случайные погрешности соизмеримы,

; .

Чаще всего результат измерений находят с доверительной вероятностью 0,68. В этом случае саму доверительную вероятность можно не указывать, а погрешность называется стандартной (или среднеквадратичной) погрешностью и равна.

Например, запись кг означает, что в результате измерения массы тела найдено значение 7,43 кг со стандартной погрешностью 0,05 кг с доверительной вероятностью(по умолчанию). Подразумевается, что при вычислении стандартной погрешности учтены как случайные, так и систематические ошибки.

5. Число округляют до двух значащих цифр, если первая из них равна 1 или 2, и до одной, если первая цифра есть 3 и более.При такой записи погрешность округления любого результата не превышает 3,5 %. Если у округляемого числа первая отбрасываемая цифра5, то последняя оставляемая цифра увеличивается на единицу [3,6].

6. После округления погрешности (а точнее величины доверительного интервала) следует провести округление значения самой измеряемой величины (точнее середины доверительного интервала). Эта измеряемая величина округляется до того же десятичного разряда, которым оканчивается округлённое значение погрешности. Например, результат расчета:с;с. Тогда после округления до одной значащей цифры получаемс, а после округлениядо единиц получаемс. Окончательная запись результата измерения имеет вид:с. Более полная информация об обработке данных эксперимента и представлении результатов измерений изложена в учебном пособии [6].

7. Числовой результат следует представлять в стандартном виде , где целое число– порядок числа, а основа числанаходится в промежутке. Например,Кл;мс^–1.