- •Измерение физических величин
- •Часть 1
- •Введение
- •Глава 1. Виды и методы измерений физической величины
- •1.1. Виды измерений физических величин
- •1.1.1. Прямые измерения физических величин
- •1.1.2. Косвенные измерения физических величин
- •1.1.3. Совокупные измерения физических величин
- •1.2. Методы измерения физических величин
- •1.2.1. Методы непосредственной оценки
- •1.2.2. Методы сравнения
- •1.3. Погрешности измерения физической величины
- •1.3.1. Виды погрешностей измерения физических величин
- •1.3.1.1. Классификация погрешностей по закономерности проявления
- •1.3.1.2. Классификация погрешностей по форме выражения
- •1.3.2. Оценка погрешности измерения физическойвеличины
- •1.3.2.1. Оценка величины систематической погрешности
- •1.3.2.2. Оценка величины случайной погрешности
- •Оценка истинного значения измеряемой величины
- •1.3.2.3. Учет систематической и случайной ошибок
- •1.3.2.4. Правила округления погрешности и результата измерения
- •Целая часть числа абсолютной погрешности равна нулю
- •1.3.3. Ошибки прямых измерений
- •1.3.4. Ошибки косвенных измерений
- •1.3.4.1. Ошибку измерения определяют погрешности измерительных приборов
- •1.3.4.2. Ошибку измерения определяют случайные ошибки
- •1.4. Минимизация погрешности измерения физической величины
- •1.4.1. О точности вычислений
- •1.4.2. Погрешность определения погрешности
- •1.4.3. Необходимое число измерений
- •Приложение 1.1.
- •Приложение 1.2.
- •Приложение 1.3.
- •Лабораторная работа №4
- •Часть 1. Метод взвешивания:
- •Часть 2. Метод подсчета площади:
- •Глава 2. Средства электрических измерений
- •2.1. Классификация средств электрических измерений
- •2.1.1. Меры
- •2.1.2. Измерительные преобразователи
- •Основные свойства измерительных преобразователей
- •2.1.3. Электроизмерительные приборы
- •1.1.3.1. Способы классификации электроизмерительных приборов
- •2.1.3.2. Характеристики электроизмерительных приборов
- •2.1.4. Электроизмерительные установки
- •2.1.5. Измерительные информационные системы
- •2.2. Способы выражения и нормирования пределов допускаемых погрешностей
- •Основные погрешности средств измерений[1,2,5,6]
- •2.3. Классы точности средств измерений
- •2.3.1. Классы точности
- •2.3.2. Обозначение классов точности средств измерений в документации
- •2.3.3. Обозначение классов точности на средствах измерений
- •Приложение 2.1.
- •Приложение 2.2.
- •Прибор имеет шкалу 50 200 в. Класс точности на корпусе прибора обозначается одним числом.
- •Приложение 2.3.
- •3. Образцовые средства измерений
- •Приложение 2.4.
- •Использованная литература
- •Глава 1. Виды и методы измерений физической величины 4
- •Глава 2. Средства электрических измерений 85
Целая часть числа абсолютной погрешности равна нулю
Если абсолютная погрешность измерения линейного размера
равна = 0,01567 мм, пользуясь Правилом 2 ее нужно округлить до двух значащих цифр – до ' = 0,016 мм.
Отсюда среднее значение измеряемой величины также необходимо округлить до числа, содержащего столько же знаков после запятой, сколько их в абсолютной погрешности, например, если bср = 1,0769 мм, то после округления имеем b'ср = 1,077 мм.
Результат записываем как b = (1,0770,016) мм.
Если абсолютная погрешность округлена до двух значащих цифр ( = 0,00202 => ' = 0,0020), то среднее значение округляем до числа, содержащего столько же знаков после запятой, сколько их в абсолютной погрешности, например, имеем сср=0,07837 мм округляем => с'ср=0,0784 мм.
Результат записываем как с=(0,0784 ± 0,0020) мм.
Другие примеры округления абсолютной погрешности
Если абсолютная погрешность округлена до сотен ( = 456 мм => ' = 500 мм), то среднее значение округляем также до сотен. Например, Sср = 98753 мм округляем => S'ср = 98700 мм.
Результат записываем как S = (98700 ± 500) мм.
Если абсолютная погрешность округлена до десятков ( = 32 мм =>' = 30 мм), то среднее значение hcp=789 мм округляем => hcp=790 мм.
Результат записываем как h=(790 ± 30) мм.
Если fcp=76439 мм, а f =99 мм. Округляем абсолютную погрешность и получаем f' =100 мм, затем округляем среднее значение измеряемой величины - fcp=76440 мм.
Окончательный результат записываем f =(76440 ± 100) мм.
Если dcp=2,7849 мм, а d =0,98 мм. Округляем абсолютную погрешность d' =1,0 мм, а затем среднее значение измеряемой величины dcp=2,8 мм.
Окончательный результат записываем как d =(2,8 ± 1,0) мм.
Если kcp=0,7439 мм, а k=0,0791 мм. Округляем абсолютную погрешность k' =0,08 мм, затем среднее значение измеряемой величины kcp=0,74 мм.
Окончательный результат записываем k =(0,74 ± 0,08) мм.
Примечание: для относительной погрешности, выраженной в процентах, достаточно записать результат с двумя значащими цифрами.
Пример: =13,6% округляем до =14%,
=0,0287 % округляем до =0,029 %.
1.3.3. Ошибки прямых измерений
Необходимость применения того или иного способа определения погрешности измерения физической величины (систематической Х, случайной или суммарной ) определяется по результатам нескольких измерений, проведенных идентичным образом. Дальнейшие действия проводятся согласно способам, описанным в п.п. 1.3.2.
1.3.4. Ошибки косвенных измерений
При оценке ошибки косвенных измерений необходимо рассматривать два случая:
Погрешность интересующей нас величины Y определяется погрешностью одной измеряемой величины;
Погрешность интересующей нас величины Y определяется погрешностями всех измеряемых величин.
1) Пусть величина Y определяется соотношением
, (25) .
где Х – измеряемое значение, А и В – постоянные величины, значение которых не отягчено влияющей погрешностью.
Пусть Х – ошибка определения величины Х, а Y – ошибка определения величины Y, тогда имея в виду (25) можно записать
, (26) .
вычтя (25) из (26), получаем
. (27) .
Отсюда следует, если , а ошибки измерения малы по сравнению с измеряемой величиной, то с достаточной точностью можно записать
(28) .
Относительная ошибка в этом случае может быть найдена из соотношения
. (29) .
Выражения (28)и(29)справедливы как в случае систематических, так и случайных ошибок.
2) Пусть физическая величина , является функцией независимых величин Х1, Х2, ..., Хn, значения которых определяются путем прямых измерений.
При определении ошибки определения функции по известным значениям ошибок независимых переменных также можно выделить две задачи: