Понятия о погрешностях измерений

Измерить какую-либо величину – значит определить опытным путем соотношение между этой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу.

В зависимости от того, каким способом находят числовые значения искомой величины, измерения подразделяются на два вида – прямые и косвенные.

При прямых измерениях результат получается непосредственно с помощью средств измерений, градуированных в соответствующих единицах. К прямым измерениям относятся, например, определение температуры термометром, электрического напряжения – вольтметром.

К косвенным измерениям относятся такие, при которых значения интересующих нас величин вычисляются по результатам прямых измерений одной или нескольких других величин, связанных с искомой величиной известной зависимостью. Например, изменение внутренней энергии газа в термодинамическом процессе определяется косвенно по известным значениям теплоемкости и измеренным значениям температуры.

Даже при самом тщательном измерении какой-либо величины не представляется возможным получить результат абсолютно свободный от искажений. Причины этих искажений различны – несовершенство средств и методов измерения, непостоянство условий измерения и ряд других.

Искажениями обусловлена так называемая погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. В задачу измерения всегда входит не только нахождение самой величины, но и оценка допущенной при измерении погрешности.

Погрешности измерений по способу их числового выражения подразделяют на абсолютные, выраженные в единицах измеряемой величины, и относительные, выраженные в процентах или долях этой величины. Погрешности вычисляются по следующим формулам:

и ,

где – абсолютная погрешность измерения; – относительная погрешность измерения, – измеренное значение величины; A – истинное ее значение.

Строго говоря, истинное значение измеряемой величины всегда остается неизвестным. Поэтому практически под истинным значением величины понимают ее значение, найденное измерением с помощью приборов и методов более высокой точности.

Относительная погрешность дает более непосредственное, осязаемое представление о точности выполненного измерения, чем абсолютная.
Действительно, если измерить длину карандаша (10 см) с абсолютной погрешностью ±1 см, то такое измерение нельзя признать особенно точным и ему соответствует довольно большая относительная погрешность, равная ±10%.

Если с такой же абсолютной погрешностью ( ±1 см) измерить длину помещения (10 м), то это измерение значительно более точное и характеризуется малой относительной погрешностью, равной ±0,1%.

В практике часто используют понятие “точность измерений”. Обычно точность измерений характеризуют величиной максимально возможной (так назы-

ваемой предельной) относительной погрешности. Поэтому, если утверждают, что точность измерения величины A равна ±1,5%, то это означает, что относительная погрешность измерения данной величины не превосходит ±1,5% (но фактически может быть и меньше).

Погрешности измерений по характеру их проявления подразделяют на систематические, случайные и грубые. Систематические погрешности остаются постоянными или же закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности возникают в результате совокупного действия различных случайных причин и являются неопределенными по величине и знаку. Их влияние на результаты измерений учитывают методами математической статистики. Грубые погрешности чаще всего связаны с резким нарушением условий измерений. Результаты, содержащие грубые ошибки, должны быть отброшены как недостоверные.

Назначение работы. Исследование процессов идеальных газов на примере изохорного процесса воздуха.

Задание

1. Провести экспериментальное исследование зависимости давления воздуха от температуры при постоянном объёме воздуха в колбе.

2. По экспериментальным данным построить графическую зависимость давления от температуры.

3. На том же графике построить изохору по расчетным данным.

4. Определить изменение внутренней энергии воздуха в процессе.

5. Определить изменение энтропии воздуха в процессе, считая теплоемкость постоянной.

6. Вычислить относительную погрешность экспериментальных данных.

7. Составить отчет и написать выводы.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 57; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!