- •Измерения. Погрешности измерений
- •Прямые измерения
- •1. Случайная погрешность
- •Погрешность прибора
- •3. Погрешность округления прибора
- •Полная погрешность прямого измерения
- •Погрешность округления справочных констант
- •Косвенные измерения Обработка результатов косвенных измерений
- •Граф-схема подсчёта погрешностей
- •Порядок обработки результатов измерений
- •Оформление отчётов
- •Правила построения графиков
3. Погрешность округления прибора
Максимальная погрешность округления прибора не превышает половины интервала округления, это значит, величины h/2.Для доверитель-ной вероятности Р величину
принимают за абсолютную погрешность округления прибора при измерении величины х.
Если неизвестна погрешность измерительного прибора, то её можно приблизительно взять равной половине цены деления шкалы.
Полная погрешность прямого измерения
В теории вероятностей показывается, что погрешность, обусловленная несколькими независимыми причинами, определяется «квадратич-ным суммированием». Так как в учебных лабораториях учитываются три основные погрешности: 1) случайная Dхсл, 2) приборная Dхпр и 3) округления Dхокр, то полная абсолютная погрешность прямого измерения
(17)
Относительная погрешность прямого измерения
(18)
Приближённо можно считать
При вычислении всех суммируемых погрешностей доверительная вероятность Р выбирается одинаковой (например, P=0,95). Такой же она будет и для полной погрешности. Если какая-нибудь погрешность раза в три меньше любой другой, то её вклад в общую сумму незначительный и поэтому такой погрешностью можно пренебречь.
Погрешность округления справочных констант
Предельная абсолютная погрешность справочных констант не превышает половины единицы последнего разряда. Например, если в таблице указано, что ускорение свободного падения равно 9,8 м/с2,то это означает, что абсолютная погрешность ½dх½<0,05 м/с2. Тогда в качестве предельной абсолютной погрешности принимают Dg=±0,05 м/с2. Если число p записано в виде p=3,14, то Dp=±0,005, а если p=3,142, то Dp=±0,0005.
Косвенные измерения Обработка результатов косвенных измерений
При косвенных измерениях физическая величина y задаётся как некоторая функция других величин х1, х2, ..., хN, определяемых путём прямых измерений:
y=f(x1,x2, ...,xN). (19)
При этом предполагается, что все аргументы х1, х2, ..., хN являются незави-симыми и измеряются независимыми способами.
Наиболее вероятное значение функции y, т.е. результат косвенного измерения, получается при подстановке в (19) средних значений аргумен-тов:
yизм=f(<x1>, <x2>, ..., <xN>). (20)
Так как каждая из величин <xk> (где k = 1, 2, 3, ..., N)определена с некоторой погрешностью, то и величина yизм, вычисленная по (20), также будет найдена с некоторой погрешностью Dy. Можно показать, что эта погрешность находится по формуле:
(21)
где Dхk- абсолютные погрешности величин хk, определённые по правилам, сформулированным ранее; ¶y/¶xk-частные производные функции (20) по аргументам хk, вычисленные при средних значениях <x1>, <x2>, ..., <xN>. Доверительная вероятность Р для всех погрешностей Dхk задаётся одина-ковой (например, Р=0,95). Такой же она будет и для Dy.
Относительная погрешность косвенного измерения
(22)
Эта формула является общей для подсчёта относительной погреш-ности функции y. В отдельных случаях, когда аргументы хk входят в выра-жение функции y в виде множителей, то вычисления проще начинать с относительной погрешности (22).
При приближённых вычислениях можно пользоваться формулами:
или (23)