
- •Математическая обработка результатов измерений. План (приблизительный)
- •1. Введение
- •2.Погрешности эксперимента, их виды. Возможности их оценки
- •3. Элементы теории вероятности и математической статистики.
- •4. Распределение Стьюдента.
- •5. Практические способы расчета случайных погрешностей
- •§ 1. Обработка прямых измерений (алгоритм прямых измерений).
- •§ 2. Обработка косвенных измерений. Функция одной переменной. (Формулы переноса ошибок).
- •§ 3 Обработка косвенных измерений. Функция многих переменных. (Формулы переноса ошибок)
- •§ 4. Два способа оценки погрешности при косвенных измерениях.
- •9,812903
- •§ 5 Метод наименьших квадратов (мнк).
- •6. Некоторые сведения о неравноточных измерениях.
- •7.Учет погрешности приборов.
- •0,566 Ом;
- •8. Вычисление суммарной случайной и систематической погрешности.
- •9.Некоторые правила приближенных вычислений.
- •§1 Значащие цифры
- •§ 2Верные знаки в приближенном числе
- •§3Правила округления
- •§ 4Правила записи окончательного результата
- •§5.Предельная относительная погрешность
- •§6.Действия с приближенными числами.
- •10. Правила выполнения отчета по лабораторной работе
- •11. Рекомендации по построению графиков.
- •Приложения §1. Таблица коэффициентов Стьюдента
- •§2. Вычисление среднего арифметического
- •§3. Другой вид формулы среднеквадратичной погрешности
- •§ 4 Алгоритм вычисления погрешности при измерениях высокой точности § 5 Среднеквадратичная погрешность среднего арифметического
- •§ 6 Распределение Стьюдента
- •§ 7 Вычисление комбинации случайных и не исключенных систематических погрешностей по госТу
- •Литература
§1 Значащие цифры
Значащими цифрами в приближенном числе называются все цифры кроме 0 в начале числа.
Например:
Приближенное число |
Количество значащих цифр |
Обратите внимание, на два последние примера. Здесь проявляется одна из особенностей приближенных чисел. В отличие от точных чисел, где нули в конце дробнойчасти можно было бы просто отбросить, эти нули отбрасывать нельзя. |
547,3 |
4 | |
0,0041 |
2 | |
0,40005 |
5 | |
0,0040 |
2 | |
1,500 |
4 |
Они означают, что эти разряды известны и равны именно 0. Если вместо числа 1,500 записано 1,5, то это означает, что в этом числе разряд сотых и последующие разрядынеизвестны. Если измерена длина предмета с точностью до 1 миллиметра, и она оказалась равной ровно одному метру, то результат следует записать:L=1,000м, запись L=1м будет неверной.
§ 2Верные знаки в приближенном числе
Если приближенное число записано без указания погрешности, то подразумевается, что значения всех разрядов известны точно – все знаки верные, а погрешность в этом случае не превышает половины единицы последнего десятичного разряда.
Например:
Приближенное число |
Число верных знаков |
Погрешность не превышает |
1,23 |
3 |
0,005 |
4317 |
4 |
0,5 |
0,056 |
2 |
0,0005 |
8,32104 |
3 |
0,005104 = 50 |
1,50 |
3 |
0,005 |
Однако более грамотно записывать приближенные числа с указанием погрешности. Цифры приближенного числа называются верными, если абсолютная погрешность не превосходит половины единицы его низшего разряда. Цифры в одном (или двух) следующем за верным разряде называют сомнительными, а еще более мелкие разряды – неверными.
Например:
Приближенное число |
Число верных знаков |
Сомнительные цифры |
47,520,15 |
2 |
0,52 – разряды десятых и сотых |
1,0540,008 |
2 |
0,054 – разряды сотых и тысячных |
1454 |
2 |
5 – разряд единиц |
1457 |
1 |
45 – разряды единиц и десятков |
231,180,45 |
3 |
0,18 – разряды десятых и сотых |
§3Правила округления
При действиях с приближенными числами часто приходится отбрасывать лишние цифры (заведомо неверные) – округлять число. При этом соблюдают следующие правила.
Отбрасываемая (n+1)-я цифра меньше 5 – оставшаясяn-я цифра не изменяется. Например: 5,7645,76 или 423,1423.
Отбрасываемая (n+1)-я цифра больше 5 – оставшаясяn-я цифра увеличивается на единицу. Например:15,616 или 189190.
Отбрасываемая (n+1)-я цифра равна 5, а (n+2)-я отлична от 0 – оставшаясяn-я цифра увеличивается на единицу. Например: 23,5224 или 0,34530,35.
Отбрасываемая (n+1)-я цифра равна 5, а (n+2)-я и более мелкие разряды равны 0. В этом случае принято округлять дочетнойцифры. Если оставшаясяn-я цифра четная – ее сохраняют, если нечетная – ее увеличивают на единицу. Примеры: 13,5014; 275280; 0,54500,54
§ 4Правила записи окончательного результата
Очень важно уметь правильно записать окончательный результат, не загромождая его лишними, заведомо неверными цифрами, но и не потерять необходимые знаки.
При записи окончательного результата в первую очередь округляют погрешность. Рекомендуемыйспособ оценки погрешности предполагает ее округление до двух значащих цифр (если первая цифра меньше 5) или одной (если первая цифра больше 5). Погрешность обычно округляют в большую сторону. После этого сам полученный результат округляют до того же разряда, что и погрешность, то есть оставляют в нем два сомнительных знака. Полученное число и его погрешность приводят к одинаковому разрядному множителю и выносят этот множитель за скобки. Обязательно указать размерность.
Например:
Получено в результате расчетов |
Следует записать |
х=0,0054837см,х= 0,0002487см |
Х=(5,48 0,25) 10–3см |
х=60540548 нх= 52487н |
Х=(60545) 104 н |
х=45,605 Омх= 0,375 Ом |
Х=(45,60 0,38) Ом |
х= 1,399821х= 0,007524 |
Х=(1,400 0,008) |