- •Оглавление
- •8.1. Обработка результатов прямых измерений. . . . . . . . . . . . . . .27
- •8.4. Обработка результатов косвенных измерений . . . . . . . . . . . .33
- •1. Правила обработки результатов измерений1
- •Обработка результатов прямых измерений
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Погрешности приборов
- •1.2. Обработка результатов косвенных измерений
- •2. Оформление отчетов о лабораторных работах7
- •3. Введение
- •4. Виды измерений
- •4.1. Измерение
- •4.2. Прямые измерения
- •4.3. Косвенные измерения
- •5. Представление результатов измерений
- •5.1. Запись результата измерений
- •5.2. Среднее значение
- •5.3. Истинное значение
- •5.4. Доверительный интервал
- •5.5. Коэффициент надежности
- •6. Виды погрешностей
- •6.1. Абсолютная погрешность
- •6.2. Относительная погрешность
- •6.3. Систематическая ошибка
- •6.4. Случайная ошибка
- •6.5. Промах
- •7. Погрешности измерительных приборов
- •7.1. Предельная ошибка прибора
- •7.2. Класс точности
- •7.3. Ошибка прибора
- •7.4. Ошибка округления прибора
- •7.5. Суммарная ошибка измерения
- •8. Статистическая обработка результатов измерений, содержащих случайную ошибку
- •8.1. Обработка результатов прямых измерений
- •Результаты измерения расстояния шагомером
- •8.2. Распределение Гаусса
- •8.3. Метод Стьюдента
- •8.4. Обработка результатов косвенных измерений
- •9. Приближенные вычисления при обработке экспериментальных данных
- •9.1. Число значащих цифр при определении погрешности
- •9.2. К вычислению суммарной ошибки измерения
- •9.3. О точности вычислений
- •10. Лабораторные работы по статистической обработке результатов измерений
- •10.1. Лабораторная работа Изучение распределения случайной величины. Газ Лоренца
- •Рассеяние шариков периодической решеткой
- •Контрольные вопросы к работе 10.1
- •10.2. Лабораторная работа
- •Игла Бюффона
- •Данные для определения числа π
- •Результаты измерений числа π
- •Дополнение. Решение задачи об Игле Бюффона
- •Результаты измерений числа π
- •Контрольные вопросы к работе 10.2
- •10.3. Лабораторная работа Моделирование измерений, сопровождающихся большой случайной погрешностью
- •Результаты измерения длины листа масштабной линейкой
- •Контрольные вопросы к работе 10.3
- •10.4. Лабораторная работа Пример оценки погрешности косвенных измерений.
- •Данные для определения плотности материала кольца
- •Результат измерения массы кольца m
- •Результаты измерения внешнего диаметра кольца d
- •Результаты измерения внутреннего диаметра кольца d
- •Результаты измерения толщины кольца h
- •10.5. Лабораторная работа определение плотности твердого тела правильной геометрической формы
- •Контрольные вопросы к работам 10.4 и 10.5
- •11. Как писать отчеты о лабораторных и научно-исследовательских работах и научные статьи [4]
- •Библиографический список
- •Юрий Клавдиевич Братухин Геннадий Федорович Путин обработка экспериментальных данных
7.1. Предельная ошибка прибора
В паспорте прибора обычно указывается его наибольшая суммарная абсолютная ошибка – так называемая предельная ошибка δ. Максимальная погрешность δ, даваемая штангенциркулем и микрометром, как правило, нанесена на самом приборе.
Сведения о предельной ошибке некоторых приборов, часто применяемых в лабораторном практикуме, содержатся в таблице 1.1.2.
7.2. Класс точности
Погрешность электроизмерительных приборов принято характеризовать классом точности, который определяется как выраженное в процентах отношение предельной абсолютной погрешности δ к максимальному (номинальному) значению xном измеряемой данным прибором величины
|
|
|
(7.2.1) |
|
|
В зависимости от качества изготовления электроизмерительные приборы в нашей стране характеризуются классом точности, выраженным одним из следующих чисел: 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 2.5; 4.0. Более грубым приборам класс точности не присваивается. Класс точности изображается на шкале прибора одним из приведенных чисел, взятым в кружок.
Если известен класс точности прибора, то его предельную ошибку δ можно найти по формуле
|
|
δ = (класс точности × xном) / 100. |
(7.2.2) |
|
|
У хороших измерительных приборов цена деления шкалы согласована с классом точности. Пользуясь такими приборами, нецелесообразно на глаз оценивать доли деления, если эти доли не отмечены на шкале.
7.3. Ошибка прибора
Погрешность прибора ∆пр определяется через предельную погрешность δ выражением [2]
|
|
пр = tp,n × |
(7.3.1) |
в
которое входит коэффициент Стьюдента
tp,n
(см. параграф 8.3) для бесконечного
количества измерений
.
В соответствии с таблицей 1.1.1 для
принятого нами значения надежности
p = 0.95
коэффициент tp,n = 2,
и для погрешности прибора получаем
|
|
|
пр = δ |
(p = 0.95). |
(7.3.2) |
|
|
|
7.4. Ошибка округления прибора
Погрешность округления прибора окр возникает, например, при измерении длины линейкой или микрометром, времени секундомером, напряжения и тока – стрелочными электроизмерительными приборами. В этих случаях полуширина доверительного интервала окр определяется по формуле
|
|
окр
= p × |
(7.4.1) |
|
|
где ω – цена наименьшего деления шкалы прибора [2].
Для заданной надежности p = 0.95
|
|
|
окр = 0.48 ω |
(p = 0.95). |
(7.4.2) |
|
|
|
Значения погрешности прибора пр и погрешности округления окр для ряда измерительных устройств, которые используются в лабораторном практикуме, также приведены в таблице 1.1.2.
