Погрешность взаимодействия и методическая погрешность

Методическая погрешность результата измерения зависит от используемого метода измерения и не зависит от погрешности самого прибора. Методическая погрешность м.б. значительной, однако часто она м.б. оценена или скомпенсирована, например, выполнен эксперимент по косвенному измерению мощности посредством амперметра и вольтметра.

P = U∙I; U = I∙(R_A + R); P_д = I²∙R; ΔP = P – P_д = I²∙R_A;

δ = ΔP/P_д∙100 % = R_A/R∙100 %.

В результате простого перемножения показаний вольтметра и амперметра, получаем не совсем правильное значение, поскольку имеет место методическая погрешность, определяемая не классами точности приборов, а другими характеристиками и методами их использования (способами включения). В данном случае, причина – наличие конечного внутреннего сопротивления амперметра R_A. Зная наличие этого сопротивления, можно оценить методическую погрешность для данного случая, скорректировать результаты вычисления мощности. При точном знании величины R_A знак и значение этой погрешности известны точно, т.о., эту составляющую можно полностью компенсировать простым уменьшением величины мощности на ΔP. Изменение схемы включения прибора (перенос амперметра ближе к источнику ЭДС) не исключаем методическую погрешность, а просто меняет ее природу, в этом случае, причиной погрешности будет не бесконечное сопротивление вольтметра, а несколько завышенные показания амперметра, вследствие текущего через него тока.

P = U∙I; I = I_R + I_V; P_д = U∙I_R; I_V = U/R_V; ΔP = P – P_д = I_V∙U = U²/R_V;

δ = ΔP/P_д = R/R_V∙100 %.

Часто значения внутреннего сопротивления, заданы не точно, а некоторым неравенством, например, R_A ≤ 10 Ом или R_V ≥ 100 кОм. В этом случае, можно определить диапазон значений методической погрешности или рассчитать max возможное значение методической погрешности. Поэтому наиболее подходящим будет третий вариант. Если есть мультиметр с подходящим диапазоном по I и U, переключая прибор в режим измерения I, затем U, вычисляется мощность. В этом случае, погрешность, вызванная внутренним сопротивлением прибора, будет исключена, но возникает динамическая погрешность, вследствие неодновременного измерения I и U.

Разновидностью методической погрешности является погрешность взаимодействия прибора и объекта исследования. Погрешность взаимодействия в той или иной степени проявляется во всех экспериментах, например, при контактном измерении t объекта.

Обработка результатов измерений

Существует деление всех методов и средств измерений на статические и динамические. Статические измерения делятся на прямые и косвенные. Различают однократные и многократные измерения.

Однократные – самые простые по выполнению и обработке, они наиболее распространены в практике экспериментов, т.н. экспресс-обследований и в ЖКХ, и означают получение окончательного результата по одному разовому наблюдению.

Множественные прямые измерения – подразумевают получение ряда измерений одной и той же физической величины и последующей их обработки. Обработка может выполняться по-разному, в зависимости от модели объекта и постановки задачи.

Обработка результатов однократных измерений

Пример: производилось измерение t жидкостным термометром, класс точности = 1, диапазон измерений 0÷150 °C, результат показал 75,2 °C, условия нормальные. δ = 0,01; Δ = 0,01∙150 = 1,5 °C.