Погрешности измерений. Прямые и косвенные измерения

Измерения не бывают абсолютно точными, можно достигнуть только той или иной степени точности. Это значит: приходится заранее мириться с тем, что результаты измерений в той или иной мере отличаются от истинных значений измеряемого фактора. Но помимо ограничений по точности измерений существуют еще и другого рода ошибки (погрешности) — как объективные, так и субъективные.

Погрешность (ошибка) измерения — это отличие полученного результата конкретного измерения от истинного значения измеряемого фактора, т.е. такого значения, которое было бы получено при абсолютно правильном измерении.

Абсолютная погрешность измерения (d) — абсолютное значение погрешности, выраженное в тех же единицах, что и значение измеряемого фактора. d = А₀ – А, где А₀ — истинное значение измеряемого фактора, А — его значение, полученное в конкретном измерении (измеренное значение).

Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности к некоторому фиксированному (выбранному) значению измеряемого фактора, т.е. частное от деления абсолютной погрешности на эту выбранное значение: d
_отн = d ½ А_фикс. Часто в качестве этого значения выступает истинное значение измеряемого фактора (тогда получаем действительную относительную погрешность измерения d_действ= d ½ А₀) или некоторое его среднее значение. Поэтому относительная погрешность измерения не имеет размерности, часто выражается в процентах. Если поделить абсолютную погрешность измерения на максимальное значение шкалы измерительного устройства или прибора, получим приведенную относительную погрешность измерения ( d_прив= А_макс). Она характеризует класс точности устройства (прибора).

Если измерение рассматриваемого фактора связано с показаниями нескольких измерительных устройств (приборов), то суммарную ошибку (d_å) вычисляют по формуле: d_å= Ö d₁ + d₂ +…+d_n.

Прямыми называют измерения, при которых измеряемое значение определяют непосредственно по шкале измерительного прибора. Косвенными (непрямыми) называют измерения, результаты которых получают преобразованием значений, полученных прямым измерением, по определенным формулам или правилам. При этом нередко изменяется сама измеряемая величина, меняются ее значения, к погрешностям прямого измерения добавляются погрешности преобразования. Поэтому прямые измерения (при одинаковой точности измерительного прибора или устройства) считают более точными. Однако зачастую косвенные измерения оказываются предпочтительнее, поскольку прямое измерение бывает затруднительно произвести (например, нет измерительного устройства или прибора, обладающего нужной точностью и диапазоном измеряемых значений, нужными габаритами и весом, частотой замеров, сочетанием с компьютером и т.д.

При прямых инструментальных измерениях субъективные факторы появляется в тех случаях, когда от оператора зависит установка измерительного устройства на теле спортсмена, на оборудовании или спортивных снарядах, когда оператор может по-разному снимать показания прибора или может не успевать точно их определить — и тем вносит ошибку. При косвенных измерениях добавляется возможность ошибки оператора при пересчете полученных данных.

Но и при прямых, и при косвенных измерениях при измерении двигательных показателей людей чаще всего главный, наиболее весомый субъективный фактор — зависимость показываемых результатов от состояния измеряемого и от различных случайностей процесса выполнения двигательного задания.

2.3.4. Целесообразная точность измерений. Сохранение данных измерений и наблюдений. Повышение точности измерений никогда не дается «даром», оно требует более совершенной (а значит и более дорогого и требующего специального обслуживания) измерительной аппаратуры, обычно более специальных условий. Между тем, высокая точность измерений в физическом воспитании и спорте нужна довольно редко, и прежде всего потому, что человек не может с высокой точностью воспроизводить должные параметры движений, люди не одинаковы по своим физических и психическим характеристикам, а также по двигательному опыту, так что определить с большой точностью наиболее целесообразные для каждого параметры невозможно. Поэтому нужно, во-первых, определять действительно нужный уровень точности измерений, а во-вторых — находить наиболее приемлемый компромисс между желаемой точностью измерений и связанными с повышением точности измерений трудностями.

Конечно, не все данные измерений и наблюдений нужно сохранять, но те данные, которые представляются информативными, сохранять обязательно. Сегодня персональные компьютеры достаточно широко внедрены в физическое воспитание и спорт, чтобы считать основным способом сохранения информации хранение ее в электронной форме. Тем более, что все большая часть собираемых специалистами данных наблюдений, измерений, анализа сразу же фиксируется на компьютере: в виде вербального (словесного) текста, количественных данных, графических записей (графиков, диаграмм, статических и динамичных видеоматериалов).

Однако не следует пренебрегать и записями на бумаге, которые иногда (например, на соревнованиях) ничем не заменишь. Конечно, ценные данные хранятся также в форме протоколов соревнований, дневников спортсменов, материалов анкетирования.

Сохранение данных измерений и наблюдений, других данных в удобной для доступа к ним форме позволяет проследить динамику изменения измеряемых параметров и характеристик, тем самым контролировать эффективность процесса подготовки, обнаруживать его недостатки, выявлять степень и характер спортивных способностей и перспективность отдельных занимающихся.

Сохраняемые на компьютере данные легко подвергать необходимой обработке, но для этого их нужно сохранять в определенной удобной для компьютерной обработки форме.

Дата добавления: 2015-04-30