
- •1. Понятие физической величины. Система физических величин
- •2. Международная система единиц си
- •3. Производные единицы си
- •4. Кратные и дольные единицы си
- •5. Внесистемные единицы физических величин
- •6. Единицы физических величин, подлежащих применению в строительстве
- •7. Измерение физических величин. Понятия и определения
- •8. Средства измерений, испытаний и контроля
- •9. Средства измерений, используемые в строительстве
- •10. Методы измерений. Определения и виды
- •11. Классификации методов измерений
- •12. Ошибки измерений и их виды
- •13. Погрешность измерений – мера точности результата
- •14. Гистограмма и распределение Гаусса
- •15. Анализ кривой Гаусса. Точные и эмпирические формулы для средних величин
- •16. Доверительный интервал и доверительная вероятность
- •17. Распределение Стьюдента
- •18. Определение необходимого числа измерений
- •19. Обнаружение грубых ошибок
- •20. Основные правила проведения измерений
- •21. Измерение геометрических параметров и углов
- •22. Линейки измерительные, штангенциркули и микрометры
- •23. Измерение времени и массы
- •24. Приборы для измерения температуры
- •25. Электроизмерительные приборы (общие сведения)
- •26. Магнитоэлектрические (I) и электромагнитные (II) измерительные приборы
- •27. Электродинамические измерительные приборы (I), ваттметры (II)
- •28. Электростатические (I) и электронные (II) вольтметры
- •29. Испытания продукции (понятия и определения)
- •30. Основные виды испытаний продукции
- •31. Контроль качества продукции (задачи и виды контроля)
- •32. Структура и функции отк
11. Классификации методов измерений
Методы измерений можно классифицировать по разным признакам. Имеется, например, классификация по основным измерительным операциям (методы измерения, длины, массы, напряжения, тока, сопротивления, температуры, теплопроводности, теплоемкости, поглощенной дозы и т.д.). Поскольку измерительных операций очень много, такая классификация является неудобной. Наиболее часто используется классификация по физическому принципу, положенному в основу измерения. В данной классификации методы делятся на механические, электрические и магнитные, оптические, акустические, теплофизические, ядерно-физические. Данная классификация обычно используется в справочниках. Существуют и другие классификации методов измерений, которые используются в тех или иных областях. Так в строительной практике широко применяются неразрушающие методы испытаний и контроля, основанные на физических явлениях поглощения ультразвука и гамма-излучения, а также на магнитных, электрических и световых явлениях и кристаллах.
В области аналитической химии часто говорят об инструментальных методах элементного анализа, в отличие от методов классической (мокрой) химии. К ним относят методы спектрального, масс-спектрального, рентгенофлюоресцентного и др. видов анализа.
В области физики и химии широко распространены физические методы исследования, которые классифицируют часто тоже по физическому принципу. Различают методы рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа, методы колебательной спектроскопии, методы высокоэнергетической спектроскопии, резонансные методы (ЭПР, ЯМР, ЯКР) и др. В основе данных методов лежат обычно такие явления, за которые ученым, их обнаружившим, были присуждены нобелевские премии по физике.
12. Ошибки измерений и их виды
Опыт измерений показывает, что измеренное значение х физической величины всегда отличается от истинного значения х0. При этом ошибкой измерения называют разность δх = х – х0.
Ошибки измерений могут возникать из-за самых разнообразных причин. Рассмотрим их на конкретном примере определения удельного сопротивления ρ материала, из которого изготовлена проволока. Формула для величины ρ имеет следующий вид
,
где все обозначения физических величин – общепринятые.
Ошибки определения ρ могут возникать из-за неучета сопротивления подводящих проводов электроизмерительных приборов и контактов; зависимости сопротивления, длины и диаметра проволоки от температуры; отличия сечения проводника от круглого и деформации проводника; низкого класса точности электроизмерительных приборов. Общая причина этих ошибок – неполнота теоретической модели, т.е. недостаток знаний о самой измеряемой величине или процессах, происходящих при измерении. При этом говорят об ошибках метода измерений, инструментальных ошибках, ошибках отсчитывания и наводки.
Среди ошибок указанных типов особо выделяют грубые ошибки или промахи, которые возникают из-за неисправности прибора или невнимательности наблюдателя. Результат измерения, содержащего промах, не должен учитываться, и его следует отбросить. Однако этого не следует делать «на глазок». Вначале требуется по известным рекомендациям (см. далее) доказать, что измерение содержит грубую ошибку.
По характеру проявления в эксперименте ошибки можно разделить на случайные и систематические. К случайным относят те ошибки, которые при повторных измерениях изменяются нерегулярным и непредсказуемым образом, приводя к разбросу измеренных значений. К систематическим относят такие ошибки, которые при повторных измерениях тем же методом и в тех же условиях повторятся, не изменяясь ни по величине, ни по знаку.
Основной путь для выявления систематических ошибок – тщательный анализ условий эксперимента, методики, теории и т.д. Для выявления систематических ошибок очень важна независимая проверка полученного результата другими методами. Если найдена причина систематической ошибки, то ее можно просто устранить. А если найдена не только причина, но и величина систематической ошибки, то ее можно учесть введением поправки в результат измерения.