Виды погрешностей измерений

Погрешности измерений зависят от многих причин. По их характеру различают систематические, случайные и грубые погрешности (промахи).

Повторяющиеся или изменяющиеся по определенному закону в процессе измерений погрешности называются систематическими. Они вызываются факторами, действующими одинаковым образом при многократном повторении одних и тех же измерений.

Систематические ошибки можно разделить на четыре группы.

1. Погрешности, природа которых нам известна, и их значение может быть достаточно точно определено. Как правило, это погрешности методики измерения. Например, при взвешивании не учитывается архимедова сила выталкивания воздуха. Такие погрешности устраняются введением соответствующих поправок. Величина поправок, которые еще есть смысл вводить, устанавливается в зависимости от значения других погрешностей, сопровождающих данные измерения.

2. Погрешности, тоже обусловленные недостатками методики измерений, но о существовании которых экспериментатор не подозревает, хотя они могут быть значительны. Например, если измеряется плотность материала, для этого определяется объем и масса образца, то совершается грубая ошибка, если образец содержит внутри пустоты. При более сложных измерениях нужно всегда очень тщательно продумывать методику, чтобы избежать ошибок подобного рода. Один из наиболее надежных способов избежать таких погрешностей – провести измерения искомой величины совсем другим методом и в других условиях.

3. Погрешности, обусловленные объектом измерений. Эта группа ошибок, хотя и не связана непосредственно с измерительными операциями, может существенным образом исказить результат измерений. Пример: измерения электропроводности металла взят отрезок проволоки, имеющий утолщение или овальность. Измеряя диаметр проволоки можно допустить существенную ошибку. Для устранения погрешности, такого сорта следует провести измерения диаметра проволоки в нескольких местах, а еще лучше – провести измерения на нескольких образцах. При этом такая погрешность из систематической переводится в случайную. Эти три группы систематических погрешностей при проведении лабораторных работ учитываться не будут.

4. Погрешности известного происхождения, но неизвестной величины. К этой группе относится погрешность измерительных приборов. Именно эта группа ошибок и будет учитываться в лабораторном практикуме как систематическая погрешность.

Элементарная теория погрешностей к систематическим ошибкам относит и результат округления чисел. Например, полагая число pравным 3; 3,1 или 3,14, мы получаем относительную ошибку этого числа соответственно равную 4,5%, 1,3% и 0,05%. Поэтому значения констант типа p, g нужно брать в расчетах с точностью до сотых.

Случайные погрешности – такие, которые изменяются от измерения к измерению случайным, непредсказуемым образом. Причиной такого измерения могут быть, например: изменяющаяся величина силы трения во вращающихся частях прибора, колебания температуры измерения, движение воздушных масс и т.п. Рассчитать заранее величину случайной погрешности нельзя, выявить ее можно лишь при многократных измерениях одной и той же величины.

Грубые погрешности или промахи возникают в результате просчета, неправильного снятия показания прибора и т.п. Результаты измерений, содержащие промахи, сильно отличаются от других результатов и поэтому хорошо заметны. Их обычно исключают.

Дата добавления: 2017-01-14