5. Промахи

Про те, що є промахи, дізнаються здебільшого наприкінці до­сліджень, коли дістануть явно неправильні результати. Таким чи­ном, можемо визначити промах як похибку, що суттєво перевищує очікувану за даних умов. Джерелом такої похибки може бути не­уважність або помилка експериментатора, а також несправність за­собу вимірювання.

Для того щоб гарантовано виокремити промахи серед інших по­хибок, існують цілі теорії (методи Соболева та ін.). І якщо ми дійш­ли висновку, що результати вимірювань містять промахи, то вони відкидаються. Після чого бажано встановити причину помилки, ви­правити несправності та недоліки і повторити вимірювання заново.

6. Загальна похибка прямих вимірювань

При вимірюваннях одночасно можуть виникати і систематичні, і випадкові похибки. Очевидно, що вони разом будуть визначати ши­рину довірчого інтервалу. Існують такі правила при визначенні за­гальної похибки:

1. Якщо випадкова похибка значно менша за інструментальну (як мінімум у 5 разів), то як загальну похибку беруть інструментальну похибку.

2. Якщо випадкова похибка суттєво перевищує інструментальну, то по можливості кількість вимірювань збільшують, щоб зменшити випадкову похибку. Але випадкова похибка зменшується пропор­ційно до кореня квадратного з кількості вимірювань. Щоб зменшити її, наприклад у 10 разів, потрібно провести 100 вимірювань.

3. Найчастіше ці похибки мають однаковий порядок величини. Тоді будемо розглядати інструментальну похибку ∆x_ін як таку, що виникає незалежно від випадкової похибки ∆x_вип. Знайдемо загальну абсолютну похибку ∆х за правилом додавання похибок:

(4)

7. Алгоритм обробки результатів прямих вимірювань

Підкреслимо, що спочатку необхідно визначитися, з якою віднос­ною похибкою потрібно виміряти фізичну величину та який очіку­ваний порядок цієї величини. Відповідно до цього добирають засіб вимірювання, знаючи його діапазон вимірювання, ціну поділки та інструментальну похибку. Створюють нормальні умови для його за­стосування та готують засіб до вимірювання. Перевіряють наявність похибки відліку нуля. За потреби налагоджують прилад.

Коли наперед відомо, що систематична похибка приладу пере­вищує випадкову похибку, то виконують одне вимірювання. Якщо ні, то проводять не менш як три вимірювання, результати яких запи­сують у відповідну таблицю.

Тепер наведемо послідовність проведення розрахунків похибки кількох прямих вимірювань тієї самої величини:

1. Як найближче до істинного значення величини потрібно взяти середнє арифметичне значення всіх вимірювань (1).

2. Підрахувати випадкові відхилення від середнього арифметич­ного як різницю між результатами кожного вимірювання і (2).

3. Знайти середню квадратичну похибку середнього арифметич­ного (3).

4. Знайти за таблицею для вибраного значення довірчої ймовірності (Р = 0,95) і проведеної кількості вимірювань п коефіцієнт Стьюдента t_C._.

5. Помножити знайдене значення t_C на величину середньої квад­ратичної похибки середнього арифметичного, щоб знайти випадко­ву похибку середнього значення ∆x_вип.

6. Знайти загальну абсолютну похибку, враховуючи інструмен­тальну похибку приладу ∆x_вип за формулою (4).

7. Підрахувати відносну похибку.

8. Кінцевий результат вимірювань записують у вигляді

(SI)

Для зручності запису чисел слід користуватися десятковими крат­ними і дольними одиницями, утвореними від одиниць SI, або десят­ковими множниками. Наприклад, замість 0,00394 м можна записати 3,94 мм або 3,94∙10^-3 м. Кінцевий же результат подавати потрібно в Інтернаціональній системі СI.