Как определить погрешность прибора

Введение

Все, что сказано в этом введении, запоминать не нужно. это справочный материал, к которому вы будете обращаться при выполнении лабораторных работ.

1. Как определять погрешности измерений

Выполнение лабораторных работ связано с измерением различных физических величин и последующей обработкой их результатов.

Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью средств измерений.

Прямое измерение — определение значения физической величины непосредственно средствами измерения.

Косвенное измерение — определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемыми прямыми измерениями.

Введем следующие обозначения:

A, B, C, …физические величины.

Aпрприближенное значение физической величины, т.е. значение, полученное путем прямых или косвенных измерений.

ΔAабсолютная погрешность измерения физической величины.

ε — относительная погрешность измерения физической величины, равная:

ΔиAабсолютная инструментальная погрешность, определяемая конструкцией прибора (погрешность средств измерения; указывается в каждой работе при описании прибора в разделе Оборудование и средства измерения)

ΔоAабсолютная погрешность отсчета (получающаяся от недостаточно точного отсчета показаний средств измерения), она равна в большинстве случаев половине цены деления; при измерении времени — цене деления секундомера или часов.

Максимальная абсолютная погрешность прямых измерений складывается из абсолютной инструментальной погрешности и абсолютной погрешности отсчета при отсутствии других погрешностей:

ΔAиA + ΔоA

Абсолютную погрешность измерения обычно округляют до одной значащей цифры (ΔA≈0,17=0,2); численное значение результата измерений округляют так, чтобы его последняя цифра оказалась в том же разряде, что и цифра погрешности (А=10,332≈10,3).

Результаты повторных измерений физической величины А, проведенных при одних и тех же контролируемых условиях и при использовании достаточно чувствительных и точных (с малыми погрешностями) средств измерения, отличаются друг от друга.

В этом случае Aпр находят как среднее арифметическое значение всех измерений, а ΔA (ее в этом случае называют случайной погрешностью) определяют методами математической статистики.

В школьной лабораторной практике такие средства измерения практически не используются. Поэтому при выполнении лабораторных работ необходимо определять максимальные погрешности измерения физических величин. При этом для получения результата достаточно одного измерения.

Относительная погрешность косвенных измерений определяется, как показано в таблице 1.

Абсолютная погрешность косвенных измерений определяется по формуле ΔA=Aпрε (ε выражается десятичной дробью).

Таблица 1

Формулы для нахождения относительной погрешности косвенных измерений

Nº п/п Формула физической величины Формула относительной погрешности
1
2
3

A=B+C

4

2. О классе точности электроизмерительных приборов

Для определения абсолютной инструментальной погрешности прибора надо знать его класс точности. Класс точности γпр измерительного прибора показывает, сколько процентов составляет абсолютная инструментальная погрешность ΔиA от всей шкалы прибора (Amax):

Класс точности указывается при описании прибора в разделе Оборудование и средства измерения. Cуществуют следующие классы точности электроизмерительных приборов: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Зная класс точности прибора (γпр) и всю его шкалу (Amax), определяют абсолютную погрешность ΔиA измерения физической величины А этим прибором:

3. Как сравнивать результаты измерений

1. Записать результаты измерений в виде двойных неравенств:

A1 пр – ΔA1A1 прA1 пр + ΔA1
A2 пр – ΔA2A2 прA2 пр + ΔA2
2. Сравнить полученные интервалы значений (рис.1): если интервалы не перекрываются, то результаты неодинаковы, если перекрываются — одинаковы при данной относительной погрешности измерений.

Рисунок 1.

4. Как оформлять отчет о проделанной работе

Отчетом о проделанной работе является форма, находящаяся в левом нижнем окне. После ее заполнения надо нажать на кнопку «Отправить результаты на сервер».

Значения измеренных физических величин переносятся в таблицу результатов автоматически после нажатия соответствующей кнопки.

Значения остальных величин и ответ на контрольный вопрос вводятся с клавиатуры.

домашней странице BARSIC

Шаги

Часть 1

Как вычислить погрешность

  1. 1

    Запишите формулу для вычисления процентной погрешности. Формула: [(|Измеренное значение — Истинное значение|) / Истинное значение] x 100. В эту формулу необходимо подставить два значения — измеренное и истинное.

    • Измеренное значение — это оценочное (приблизительное) значение; истинное значение — это точное значение.
    • Например, если вы думаете, что в сумке лежат 9 апельсинов, но на самом деле их 10, число 9 — это приблизительное значение, а 10 — точное значение.
  2. 2

    Вычтите точное значение из оценочного. В нашем примере вычтите 10 (точное значение) из 9 (оценочное значение): 9 — 10 = -1.

    Эта разность характеризует различие между приблизительным и точным значениями, то есть насколько точное значение отличается от оценочного.

  3. 3

    Найдите абсолютное значение этой разности. Так как в формулу нужно подставить абсолютное значение разности, знаком «минус» можно пренебречь. То есть в нашем примере -1 превратится в 1.

    • В нашем примере: 9 — 10 = -1. Абсолютное значение -1 записывается так: |-1| = 1.
    • Если разность положительная, не меняйте ее. Например: 12 яблок (приблизительное значение) — 10 яблок (точное значение) = 2. Абсолютное значение 2: |2| = 2.
    • В статистике абсолютное значение означает, что вас не интересует, в каком направлении отклоняется оценочное значение (слишком большое, то есть положительное, или слишком маленькое, то есть отрицательное). Вы просто хотите знать, на какую величину оценочное значение отличается от истинного.
  4. 4

    Разделите найденную разность на абсолютную величину истинного значения. Сделайте это на калькуляторе или вручную. В нашем примере точное значение уже положительное, поэтому просто разделите 1 (полученная разность) на 10 (точное значение).

    • В нашем примере: 1/|10|= 1/10.
    • В некоторых случаях точное значение может быть отрицательным числом. Если это так, знак «минус» можно проигнорировать (то есть работайте с абсолютной величиной точного значения).

Часть 2

Как найти процентную погрешность

  1. 1

    Преобразуйте обычную дробь в десятичную. В проценты проще преобразовать десятичную дробь. В нашем примере 1/10 = 0,1. Более сложные вычисления выполните на калькуляторе.

    • Если под рукой калькулятора нет, разделите числа в столбик, чтобы получить десятичную дробь. Как правило, достаточно 4–5 цифр после десятичной запятой, чтобы округлить дробь.
    • При преобразовании обычной дроби в десятичную всегда делите положительное число на положительное число.
  2. 2

    Умножьте полученную десятичную дробь на 100. В нашем примере умножьте 0,1 на 100, а затем к результату припишите символ «%». Так вы получите процентную погрешность.

    В нашем примере: 0,1 x 100 = 10 %.

  3. 3

    Проверьте результат, чтобы убедиться, что он правильный. Иногда замена знаков (положительный/отрицательный) и деление могут привести к незначительным ошибкам в расчетах. Поэтому лучше проверить ответ.

    • В нашем примере необходимо убедиться, что оценочное значение (9 апельсинов) отличается от истинного значения (10 апельсинов) на 10 %. 10 % (10 % = 0,1) от 10 апельсинов равно 1 (0,1 × 10 = 1).
    • 9 апельсинов + 1 = 10 апельсинов. Это подтверждает, что оценочное значение (9) действительно отличается от истинного значения (10) на 1 (то есть на 10 %).

Советы

  • Иногда измеренное (оценочное, приблизительное) значение называется экспериментальным, а истинное (точное) значение называется теоретическим. Обязательно используйте значение, с которым сравнивается данное значение, как точное значение.
  • Так как в данном методе используются абсолютные величины приблизительных и точных значений, нет разницы, в каком порядке вычитать числа. Например,|8 — 4| = 4 и |4 — 8| = |-4|= 4. Результаты одинаковые!

Информация о статье

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Категории: Образование и коммуникации

На других языках:

English: Calculate Percentage Error, Italiano: Calcolare la Percentuale d’Errore, Português: Calcular o Erro Relativo Percentual, Deutsch: Die prozentuale Abweichung berechnen, Español: calcular el porcentaje de error, Français: calculer un pourcentage d’erreur, 中文: 计算误差百分比, Bahasa Indonesia: Menghitung Galat Persentase, Nederlands: Een foutpercentage berekenen, ไทย: หาค่าคลาดเคลื่อนร้อยละ, العربية: حساب النسبة المئوية للخطأ

Эту страницу просматривали 45 494 раза.

Была ли эта статья полезной?

Да
Нет

 

Ссылка на основную публикацию