
Относительная погрешность для косвенно измеряемой величины y определяется как
|
(11) |
Формулу (10) применяют в тех случаях, когда в зависимости (9) измеряемые величины xi входят, в основном, в виде слагаемых. Формула (11) оказывается особенно удобной тогда, когда правая часть (9) представляет собой произведение величин xi . Учитывая простую связь между абсолютной и относительной погрешностями
=y/ y ,
легко по известной величине y вычислить и наоборот.
Рассмотрим применение формул (10) и (11) на примере. Пусть функциональная зависимость косвенно измеряемой величины y от непосредственно измеряемых величин xi имеет следующий простой вид:
.
Поскольку функция y представляет собой сумму двух слагаемых, находим частные производные
и подставляем их в формулу (10):
,
причем абсолютные погрешности x1 и x2 должны быть предварительно определены, как указано выше, по формулам (4) - (7).
Пусть теперь функциональная зависимость косвенно измеряемой величины y от непосредственно измеряемых величин xi имеет следующий вид:
.
В этом случае для определения погрешности косвенно измеряемой величины y воспользуемся формулой (11). Для этого сначала найдем логарифм, а затем частные производные:
Подставляя в (11), найдем
.
Нетрудно видеть, что предварительное логарифмирование существенно упростило вид частных производных.
При обработке результатов измерений предлагается следующий порядок операций:
При прямых (непосредственных) измерениях
1. Вычисляется среднее из n измерений:
.
2. Определяется среднеквадратичная погрешность среднего арифметического:
.
3. Задается доверительная вероятность и определяется коэффициент Стьюдента t,n для заданного и числа произведенных измерений n по табл. 1.
4. Находится полуширина доверительного интервала (абсолютная погрешность результата измерений):
|
, где xсл = t,n S. |
5. Оценивается относительная погрешность результата измерений
6. Окончательный результат записывается в виде
x= x x.
При косвенных измерениях
1. Для каждой серии измерений величин, входящих в определение искомой величины, производится обработка в описанной выше последовательности. При этом для всех измеряемых величин задают одно и то же значение доверительной вероятности .
2. Оценивается точность результата косвенных измерений по формуле (10) либо (11), где производные вычисляются при средних значениях величин.
3. Определяется относительная погрешность результата серии косвенных измерений.
4. Окончательный результат записывается в виде
y= y y, где y =f( x1 , x2 ,..., xm ).
Возможен и другой подход к оценке погрешности результата косвенного измерения. Вместо определения искомой величины через средние значения xi как
y =f( x1 , x2 ,..., xm )
можно для каждого выполненного опыта вычислить
а затем найти y как среднее арифметическое согласно (3) и далее абсолютную погрешность y по формулам (4) - (6). Оба способа дают близкие результаты.