В зависимости от причин появления погрешности разделяют на систематические и случайные.
Систематические погрешности Ds вызываются факторами, которые действуют одинаково в ряде измерений. Величина и знак этих погрешностей остаются постоянными или изменяются закономерно при повторении измерений. К систематическим относят погрешности измерения времени, если секундомер отстаёт (или спешит), погрешности отсчёта по прибору, у которого начальное положение стрелки не совпадало с нулём шкалы. Систематические погрешности можно исключить путём поверки приборов по эталонам и введением поправок.
Случайные погрешности обусловлены нерегулярно действующими факторами или совокупностью случайных причин. Случайные погрешности нередко связаны с изменением свойств объекта измерения, с колебаниями температуры или напряжения источника питания. В ряде однотипных измерений случайные погрешности беспорядочно изменяются по величине и знаку. Случайную погрешность оценивают по разбросу результатов в повторных измерениях. Простейшую оценку выполняют по формуле
,
где – максимальное и минимальное числа из ряда значений величины, полученных при повторных измерениях.
Доверительный интервал, записанный с такой погрешностью, содержит истинное значение с вероятностью
Эта доверительная вероятность зависит от числа измерений .
Разновидностью случайной погрешности является промах – это грубая погрешность, вызванная нарушением условий эксперимента. Как правило, промахом является неверный отсчёт по шкале прибора, неправильная запись числа или ошибка в вычислениях. Обычно, промах резко отличается по величине от других значений, и при обработке опытных данных его отбрасывают. Нужно иметь в виду, что промах можно заметить только при повторении измерений, поэтому не следует ограничиваться одним измерением.
Приборная погрешность
Анализируя источники погрешностей, выделяют следующие из них: измерительные приборы, объект измерения и установка, операция вычисления результата.
Показание прибора отличается от истинного значения измеряемой величины, и это отклонение принято называть приборной погрешностью. Она включает в себя погрешность отсчёта в результате округления до ближайшего деления шкалы и погрешность показаний, связанную с несовершенством прибора (неравномерность делений шкалы, люфт и трение в подвижных частях). При аккуратном выполнении измерений погрешностью отсчёта можно пренебречь. Погрешность показаний прибора приводится в паспорте или определяется по классу точности прибора. В том и в другом случаях указывают максимальное значение, которое называют предельной приборной погрешностью, ей соответствует доверительная вероятность 0,997.
Класс точности прибора показывает относительную предельную погрешность (в процентах) для наибольшего измеряемого значения , равного пределу шкалы:
,
где – абсолютная приборная погрешность измеряемой величины . Например, амперметр класса точности 0,5 имеет шкалу с пределом 2 А. Любое показание этого прибора, согласно формуле, содержит одну и ту же абсолютную приборную погрешность При этом относительная погрешность , выраженная в процентах, определяется формулой
; или .
Величина погрешности тем меньше, чем ближе к пределу шкалы измеряемая величина. А значит, показания в правой части шкалы более точные, чем в её начале. Это следует иметь в виду, при выборе диапазона прибора при измерениях.
Если класс точности и паспортные данные прибора неизвестны, то приборную погрешность принимают равной цене деления шкалы.
Дата: 2019-11-01, просмотров: 271.