
- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни
- •1. Основи теорії похибок
- •1.1. Фізичні виміри та принципи опрацювання їхніх результатів
- •1.2. Типи похибок
- •1.3. Основи теорії випадкової похибки
- •1.4. Вилучення промахів
- •1.5. Врахування приладової похибки
- •2. Опрацювання експериментальних результатів
- •2.1. Прямі виміри
- •2.1.1. Розрахунки з використанням ms Excel
- •2.1.2. Розрахунки з використанням калькулятора
- •2.2. Непрямі виміри
- •2.2.1. Відтворювані умови експерименту
- •2.2.2. Невідтворювані умови експерименту
- •2.2.3. Апроксимація методом найменших квадратів
- •2.2.4. Похибки при одноразовому непрямому вимірі
- •2.2.5. Похибки непрямих вимірів за відтворюваних умов
- •2.2.6. Похибки непрямих вимірів за невідтворюваних умов
- •3. Правила наближених обчислень
- •4. Тест самоконтролю
- •5. Коментарі до питань самоконтролю
- •6. Розрахунково-графічна робота. Похибки прямих вимірювань
- •6.1. Завдання
- •6.2. Приклад виконання завдання
- •7. Розрахунково-графічна робота. Похибки непрямих вимірювань
- •7.1. Завдання
- •7.2. Приклад виконання завдання
- •8. Розрахунково-графічна робота. Лінійна апроксимація
- •8.1. Завдання а для варіантів 01 – 25
- •8.2. Приклад виконання завдання а
- •8.3. Завдання b для варіантів 26 – 50
- •8.4. Приклад виконання завдання в
- •8.5. Завдання с для варіантів 51 - 75
- •8.6. Приклад виконання завдання с
- •8.7. Завдання d для варіантів 76 - 00
- •8.8. Приклад виконання завдання d
- •Література
2.1.2. Розрахунки з використанням калькулятора
Якщо Ви не маєте можливості скористатися табличним процесором MS Excel, доведеться виконувати розрахунки на калькуляторі. Для впорядкування розрахунків будуємо таблицю (див. табл. 2.1).
Таблиця 2.1
Знаходження
і
|
|
|
|
1 |
40,05 |
0,31 |
0,093 |
2 |
40,15 |
0,20 |
0,042 |
3 |
39,98 |
0,38 |
0,141 |
4 |
42,12 |
1,77 |
3,115 |
5 |
39,85 |
0,50 |
0,255 |
6 |
39,98 |
0,38 |
0,141 |
|
242,13 |
|
3,787 |
Знаходимо середнє значення вимірюваної величини
|
(18) |
Знаходимо стандартне відхилення
|
(19) |
Для
максимального відхилення результату
окремого виміру від середнього
критерій промаху
|
(20) |
З
табл. 1.2
при рівні значущості
і числі вимірів
максимальне допустиме значення критерію
промаху
.
Оскільки
,
то результат виміру
є промахом і підлягає вилученню. Будуємо
табл.2.2
за зразком табл. 2.1,
вилучивши елемент
.
Таблиця 2.2
Знаходження
и
після вилучення промаху
|
|
|
|
1 |
40,05 |
0,048 |
0,0023 |
2 |
40,15 |
0,148 |
0,0219 |
3 |
39,98 |
0,022 |
0,0005 |
5 |
39,85 |
0,152 |
0,0231 |
6 |
39,98 |
0,022 |
0,0005 |
|
200,01 |
|
0,0483 |
Знаходимо середнє значення вимірюваної величини
|
(21) |
Знаходимо стандартне відхилення
|
(22) |
Знаходимо стандартну похибку середнього
|
(23) |
Знаходимо випадкову похибку
|
(24) |
З
табл. 1.1 при рівні значущості
і числі вимірювань
коефіцієнт Стьюдента
.
Для
максимального відхилення результату
окремого виміру від середнього
критерій промаху
|
(25) |
З
табл. 1.2
при рівні значущості
і числі вимірів
максимальне допустиме значення критерію
промаху
.
Оскільки найбільше значення критерію
промаху не перевищує максимального
допустимого
,
то вибіркова сукупність не містить
промахів.
Похибка
приладу, перерахована на надійну
ймовірність
,
|
(26) |
Границя довірчого інтервалу
|
(27) |
Відносна похибка
|
(28) |
Результат
вимірювань подаємо у вигляді
із зазначенням одиниці вимірювання і
надійної ймовірності:
при
.
2.2. Непрямі виміри
Інколи
ми не можемо виміряти величину
безпосередньо, але знаємо, що її можна
розрахувати за формулою
,
де
величини, які виміряти безпосередньо
можна. Умови експерименту з вимірювання
величин
можуть бути відтворюваними і не
відтворюваними. У першому випадку по
раз вимірюємо кожну з величин
,
у другому
виконуємо експеримент
раз, кожного разу отримуючи незалежний
набір величин
.
Розглянемо, наприклад, визначення
коефіцієнта динамічної в’язкості
рідини за швидкістю падіння в ній кульки.
Умови експерименту є відтворюваними,
якщо ми кілька разів кидаємо одну й ту
саму кульку, ділянка, час проходження
якої вимірюється, теж одна й та сама. І
умови є невідтворюваними, якщо при
кожному вимірюванні кидаємо кульку
іншого діаметра.