- •Эксперимент как предмет исследования
- •Определения и термины
- •Экспериментальные ошибки и неопределенности
- •Примеры источников ошибок
- •Методика опытов Общие понятие о методике исследования
- •Измерение и запись
- •Точность измерений. Ошибки измерений.
- •Проверка и калибровка приборов
- •Предельные ошибки при различных способах измерения
- •Ошибки опытов
- •Наблюдение
- •Поисковые опыты
- •Основные опыты
- •Планирование, подготовка и проведение опытов Количество опытов
- •Обработка экспериментальных данных Задачи обработки опытных данных Закономерности развития явлений
- •Теоретические обобщения
- •Нахождение функциональных связей
Точность измерений. Ошибки измерений.
Чем выше точность измерений, тем надежней результаты исследований, оценка точности и надежности обязательна, так как получение значения могут лежать в пределах возможной ошибки опыта, а выведенные закономерности могут оказаться не ясными и даже не верными. Точность– степень соответствия результата измерений действительному значению величины. Понятие точности связано с понятием ошибки. Чем выше точность, тем меньше ошибка и наоборот. Самые точные приборы не могут показать действительного значения величины, их показания содержат ошибку.
Абсолютная ошибка– разность между действительным значением измеряемой величины Х и ее наблюдаемым значением а.
Практически под абсолютной ошибкой Δ понимают разность между результатом измерения при более точных методах и приборах высшей точности (образцов) и значением этой же величины, полученной прибором применяемым в исследовании Δ = х-а = аобр – а.
Практически понятие «точность» имеет несколько определений. Иногда под точностью понимают значение абсолютной ошибки. Например: точность измерения инструмента 0,01м. Чаще под точностью понимают безразмерную величину или отношение абсолютной ошибки к действительному значению величины
Или выражает ее в процентах к действительному значению величины
Для современных способов измерений можно считать, что величина Δ незначительна в сравнении, как с действительным значением х, так и с наблюденным при помощи наиболее точных образцовых приборов ее значенияаобр.Допуская, что при измерении образцовыми приборами величинх, приблизительно равноаобр и считаясь с тем, что мы не можем измерить действительные значениях, выразим:
Δ=0,01мм
аобр= 10мм
Ошибка может возникать из-за несовершенства измерительного прибора, влияния условий его эксплуатации и опытности наблюдателя (исследователя). Факторы влияющие на ошибку прибора:
Неточная градуировка
Трения и зазоры в механизме
Инертность устройства
Износ, старение
Усталостные явления и др.
Условия эксплуатации:
Расположение прибора
Его наладка
Температура среды и ее колебания
Электрические и магнитные поля и их измерения
Давление воздуха
Влажность
Напряжение и другие внешние факторы.
Большей частью переменные определяют ошибки измерений.
Величина ошибки результата, зависящей от наблюдателя, связанная с его опытностью, внимательностью, быстротой реакции, ну и другими качествами личности. Зависимости от того известны ли причины разных ошибок или нет, можно ли их определить и оценить их размеры и направление. Все ошибки разделяют на два класса: систематические и случайные.
Систематическиминазывают такие ошибки, которые возникают из-за известных причин, действующий по определенным законам и как правило по определенным направлением. Таким образом систематическими являются те ошибки или погрешности, которые можно изучить и определить количественно. Их необходимо знать и вносить соответствующие поправки в показания приборов. То есть эти ошибки можно рассматривать как поправки к показаниям приборов. Такие поправки связаны с конструкцией приборов, указывают в их паспортах. Систематические ошибки можем определить и сам исследователь, что особенно необходимо для приборов им конструируемых. Находят систематические ошибки калибруя измерительные приборы. Систематические ошибки можно иногда обнаружить сопоставляя опытные данные с изменяющимися внешними условиями. Соответствие между изменениями опытных данных и условий их эксплуатации указывает на наличие систематической ошибки. При измерениях необходимо предупредить возникновение не предусмотренных ошибок. Для этого необходимо тщательно устанавливать измерительную аппаратуру. Проверять не смещен ли указатель с нулевой точки. Если систематически ошибки могут быть вызваны внешними условиями переменной температуры, влажностью, встряхиванием, следует компенсировать их влияние или измерять при более устойчивых условиях.