
- •Санкт-петербургский государственнный университет
- •II. Виды измерений.
- •III. Типы погрешностей
- •IV. Определение погрешности прямых измерений
- •1. Как определить приборную погрешность X?
- •2. Как определить случайную погрешность X?
- •3. Сложение погрешностей.
- •V. Алгоритм прямых измерений
- •VI. Правила округления погрешностей и записи результатов измерения
- •VII. Определение погрешности косвенных измерений
- •VIII. Алгоритм косвенных измерений
- •IX. Пример обработки результатов косвенных измерений
- •X. Графическая обработка результатов измерений.
- •XI. Метод наименьших квадратов.
1. Как определить приборную погрешность X?
Величина приборной погрешности может быть найдена одним из следующих способов:
Приборная погрешность может быть указана или на самом приборе, или в его паспорте (в описании лабораторной работы).
Приборная погрешность электроизмерительных приборов определяется по классу точности прибора. Класс точности указывается в нижней части шкалы прибора, как правило, в виде числа, обведенного в кружочек.
Например:2.0 или 0.5 . Класс точности
прибора равен
приборной погрешности, выраженной в процентах от максимального значения, измеряемого на данной шкале. Обозначим класс точности прибора буквой N. Тогда:
% . (3)
Таким образом, зная класс точности
прибора Nможно рассчитать
приборную погрешностьxпо формуле:
. (4)
Пример.Пусть необходимо измерить силу тока амперметром класса
точности 0,05 и с диапазоном измерения (0 - 10) А. Абсолютную погрешность определим по формуле (4):
А.
Так как относительная погрешность
зависит от значения измеряемой величины,
то она оказывается тем меньше, чем ближе
значение измеряемой величины к предельному
значению шкалы. Так, в рассматриваемом
примере, если измеренное значение тока
оказалось бы равным 10А, то %, а если 1А, тоI= 0,5 %.
Следовательно, при работе с многопредельными приборами, в целях получения наименьшей погрешности измерения, следует выбирать такой предел измерения, при котором стрелка прибора имела бы максимальное отклонение.
3. В остальных случаях, когда отсутствует паспорт прибора и не указан класс точности, приборную погрешность следует считать равной половине наименьшего деления шкалы прибора (половине цены деления шкалы).
Пример.При измерении длины обычной линейкой, у которой наименьшее деление шкалы равно 1 мм, следует считать приборную погрешность равной 0,5 мм.
2. Как определить случайную погрешность X?
Если после проведения нескольких
измерений одной и той же физической
величины обнаруживается, что она
принимает различные значения после
каждого измерения, то это свидетельствует
о наличии случайной погрешности
.
Допустим, что проделано nизмерений физической величиныx,
и полученыnеё различных
значений.
Оценку истинного значения измеряемой величины x принято находить как среднее арифметическое значение результатов измерений:
.
(5)
Для того, чтобы вычислить
абсолютную погрешность xследует найти разности между каждым
из результатов отдельных измерений
и среднеарифметическим значением:
(6)
Величины
являютсяслучайными отклоненияминаблюдаемой величины от среднеарифметического
значения и могут оказаться как
положительными (еслиx
x),
так и отрицательными (еслиx
x).
За величину погрешности
принимается средняя абсолютная ошибка
измерения, равная среднему арифметическому
значению модулей случайных отклонений:
(7)
или
. (8)