Введение. Лабораторные работы связаны с измерением различных физических величин

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Лабораторные работы связаны с измерением различных физических величин. Измерения называют прямыми, если искомую величину измеряют при помощи соответствующего прибора. Например, прямым измерением является измерение длины линейкой, микрометром, штангенциркулем; измерение температуры термометром.

Измерения называют косвенными, если искомую величину вычисляют по формуле, которая связывает ее с другими величинами, измеряемыми непосредственно приборами. Например, определение объема тела по его геометрическим размерам есть косвенное измерение. Измерение длины, высоты, ширины - прямое.

При измерении любой физической величины получают не истинное ее значение, а лишь приближенное. Это связано с ограниченной точностью используемых приборов и с особенностями методики измерения. То есть результат измерения всегда содержит некоторую погрешность.

Абсолютной погрешностью D называют разность между истинным значением искомой величины и значением, полученным при измерении _изм.

Абсолютная погрешность определяет границы интервала, в пределах которого лежит истинное значение измеряемой величины. С учетом абсолютной погрешности результат записывают в следующем виде:

= _изм. ± D

Относительной погрешностью e называют выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к измеренному значению искомой величины

Относительная погрешность характеризует точность измерения.

Погрешности измерения обусловлены множеством причин, по-разному влияющих на результат.

Систематическими называют погрешности, которые при повторных измерениях в тех же условиях сохраняют свою величину и знак. Они обычно связаны с особенностями используемых приборов или методики измерения. Например, при взвешивании на весах такая погрешность может быть вызвана неравноплечностью коромысла весов; пренебрежением выталкивающей силой воздуха; при отсчетах по шкале - неточностью разбивки шкалы и т.д. Такие погрешности стараются устранить, используя более совершенные приборы, улучшая методику измерений. Если устранить причины этих погрешностей не удается, в результат измерений вносят поправку.

Случайными называют погрешности, которые при повторных измерениях в тех же условиях хаотично меняют свою величину и знак. Они обусловлены многими причинами, устранить которые невозможно ни при какой методике измерений (малые колебания температуры, сотрясения стола, трение в приборе и т.д.). Но можно оценить величину этих погрешностей и, следовательно, учесть их влияние на результат измерения.

Оценка погрешностей во многих случаях является существенной частью измерения. Правильно оценить погрешность так же важно, как правильно произвести само измерение. Нахождение погрешностей измерения представляет собой сложную задачу, которая не всегда решается однозначно.

Для наиболее простых случаев, встречающихся в лабораторном практикуме, есть стандартные методы оценки погрешностей, учитывающие погрешности приборов и случайные погрешности.