
Предрасчет точности измерений по заданной погрешности функции (Задача проектирования)
Вторая задача теории погрешностей измерений используется для проектирования точностей, с которыми необходимо производить измерение параметров для достижения общей точности, максимально приближенной к заданной.
Основные формулы.
Дисперсии для трех случаев применения принципа равных влияний:
|
|
|
|
|
|
Погрешности трех случаев применения принципа равных влияний:
|
|
|
|
|
|
10. Для производства угловых измерений
в полигонометрии получено три теодолита.
Первый теодолит результат со средней
квадратической погрешностью измерения
угла одним приемом, равной
,
второй — равной
,
третий — с погрешностью, равной
.
Определить какое минимальное число
приемов нужно сделать каждым теодолитом,
чтобы обеспечить получение средней
квадратической погрешности вероятнейшего
значения угла не более
.
Дано:
,
,
,
Найти:
,
,
Решение. Для того, чтобы найти количество приемов воспользуемся следующей формулой:
где
— точность, с которой был получен угол
в один прием,
— количество приемов.
Выразим количество приемов из этой формулы и найдем их для каждого теодолита.
|
|
|
Ответ:
,
,
.
20. При проектировании результатов
измерений по первому принципу (равенство
погрешностей измерений) требуется
получить площадь прямоугольника с
погрешностью
при соотношении сторон
и погрешности измерения стороны
.
Найти длины сторон прямоугольника
и
,
удовлетворяющие поставленному условию
на погрешность площади.
Дано:
,
,
Найти:
Решение. Составим функцию площади прямоугольника:
Учитывая то, что отношение сторон по
длине
,
получим
Найдем частную производную
Замишем формулу погрешности и подставим все имеющиеся данные
|
|
Выразим сторону
и вычислим ее:
Зная соотношение, вычислим величину
стороны
:
Ответ:
,
.
30. Определить средние квадратические
погрешности измерения ребер прямоугольного
параллелепипеда
,
и
,
при которых его объем будет получен с
погрешностью
.
Дано:
,
,
,
Найти:
,
,
Решение. Составим функцию объема параллелепипеда:
Найдем частные производные по каждой из сторон:
|
|
|
Вычислим погрешности по трем методам:
1)
2)
3)
Вычисление весов измерений и функций
Для облегчения совместной обработки
разнородных и неравноточных результатов
измерений вводится понятие веса.
Весом
называют степень доверия к результату,
который вычисляется как величина,
обратно пропорциональная к точности
получения результата.
Основные формулы.
Вес
|
|
Обратный вес функции
измерений,
из которых зависимы
Обратный вес функции, представленной в матричном виде
Средняя квадратическая погрешность единицы веса
• по истинным ошибкам
• по истинным невязкам
• по истинным поправкам
Погрешность функции с использованием принципа равных влияний
5. Угол получен со средней квадратической
погрешностью
.
Сколько приемов нужно сделать инструментом,
дающим результат одного измерения со
средней квадратической погрешностью
,
чтобы веса углов оказались одинаковыми?
Дано:
,
,
Найти:
Решение. Запишем формулу для
нахождения средней квадратической
погрешности из
приемов:
Также нам известно, что веса этих измерений угла должны быть одинаковы:
|
|
|
|
Откуда выразим и вычислим количество приемов:
Ответ:
приемов.
30. Угол
получен как среднее из углов
и
,
которые измерены шестью и двумя приемами
соответственно. Средние квадратические
погрешности результата измерения угла
одним приемом оказались
и
.
Найти вес угла
,
приняв за единицу вес вероятнейшего
угла
.
Дано:
,
,
,
Найти:
Решение. Угол
получается как среднее из суммы углов
и
,
т.е.
Найдем частные производные от функции
по
и по
:
|
|
Вычислим средние квадратические
погрешности из
приемов:
|
|
По условию дано, что вес угла
равен единице, значит можно вычислить
коэффициент
.
|
|
Найдем вес измерения угла
:
Вычислим обратные веса измерений:
|
|
Запишем уравнение для нахождения обратного веса функции и вычислим его значение:
Найдем вес угла
:
Ответ:
.