Обработка и представление результатов измерений. Нагулин К.Ю - 7 стр.

UptoLike

13
измерения, поскольку полная погрешность при этом практически не
уменьшается. Аналогично, если инструментальная погрешность
измерительного прибора хотя бы в 2 раза меньше случайной, ее также можно
не учитывать. Сложение систематических и случайных ошибок производится
тогда, когда они отличаются друг от друга не более чем в 2 раза. В противном
случае в качестве меры погрешности измерения следует указывать только
наибольшую ошибку.
5. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Результаты отдельных измерений x
1
,...,x
n
занести в таблицу.
2. Вычислить среднее арифметическое значение измеренной величины
n
i
i 1
1
x x
n
.
3. Определить стандартный доверительный интервал
n
2
x i
i 1
1
S x x
n n 1
.
4. Задать значение коэффициента надежности ля работ физического
практикума обычно 0,95) и по табл. 1 определить значение коэффициента
Стьюдента
,n
t
, соответствующее числу проведенных измерений и
выбранному .
5. Определить помощью паспорта прибора или справочников) абсолютную
погрешность используемого прибора
пр
.
6. Если
пр ,n x
x 4t S
, то окончательный результат представляется в виде
пр
x x x / 2
. Обработка результатов на этом заканчивается.
7. Если
пр ,n x
x t S
, то везде в дальнейшем считается, что
,n x
x t S
.
14
8. Если
пр ,n x
x 2t S
, то находится результирующая среднеквадратическая
погрешность измерения
2
2
,
x / 2
 
n x пр
t S x
.
9. Окончательный результат представить в виде
x x x, ...

10. Вычислить относительную погрешность
x
x 100%
x
.
6. ПОГРЕШНОСТИ КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Исследуемая величина в подавляющем большинстве случаев не
измеряется непосредственно, а является некоторой функцией других
физических величия, непосредственно измеряемых в эксперименте. Как
отмечалось в первом разделе, такие измерения называются косвенными. Пусть
интересующая нас величина w связана определенной функциональной
зависимостью с несколькими непосредственно измеряемыми величинами
x,y,z,...
w w x y z , , ,...
(8)
Для вычисления среднего значения величины
w
в формулу (13) подставляют
средние значения величин
x
y
z
, , ,..
.
,
w w x y z , , ,...
(9)
Поскольку прямые измерения всегда сопровождаются случайными и
систематическими погрешностями, то исследуемая величина w , очевидно,
также будет получена с некоторой погрешностью. Возникает вопрос: как
оценить погрешность w при косвенном измерении?
В простейшем случае, когда w является функцией одной переменной x, а
относительная погрешность измерения этой величины мала
x x x 1

,
связь между w и x дается формулой:
                                                                                    13                                                                             14
измерения, поскольку полная погрешность при этом практически не                          8. Если x пр  2t  ,n Sx , то находится результирующая среднеквадратическая
уменьшается.         Аналогично,        если    инструментальная         погрешность                                                                     2
                                                                                                                                          2
измерительного прибора хотя бы в 2 раза меньше случайной, ее также можно                    погрешность измерения     x    t ,n   S x    xпр / 2  .

не учитывать. Сложение систематических и случайных ошибок производится
                                                                                         9. Окончательный результат представить в виде x  x  x,  ...
тогда, когда они отличаются друг от друга не более чем в 2 раза. В противном
случае в качестве меры погрешности измерения следует указывать только                                                                            x
                                                                                         10. Вычислить относительную погрешность  x               100% .
наибольшую ошибку.                                                                                                                                x
                                                                                                      6. ПОГРЕШНОСТИ КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
5. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
                                                                                                 Исследуемая величина в подавляющем большинстве случаев не
1. Результаты отдельных измерений x1,...,xn занести в таблицу.
                                                                                         измеряется    непосредственно, а является некоторой функцией других
2. Вычислить среднее арифметическое значение измеренной величины                         физических величия, непосредственно измеряемых в эксперименте. Как
          n
        1                                                                                отмечалось в первом разделе, такие измерения называются косвенными. Пусть
   x      xi .
        n i 1                                                                           интересующая нас величина w связана определенной функциональной
3. Определить                стандартный          доверительный              интервал    зависимостью с несколькими непосредственно измеряемыми величинами
                      n
               1                   2                                                     x,y,z,...
  Sx                    xi  x  .
          n  n  1 i1
                                                                                                                        w  w x, y, z,...                     (8)
4. Задать значение коэффициента надежности  (для работ физического
  практикума обычно 0,95) и по табл. 1 определить значение коэффициента                  Для вычисления среднего значения величины w в формулу (13) подставляют
                                                                                         средние значения величин x, y, z,...,
  Стьюдента        t  ,n , соответствующее числу проведенных измерений и
  выбранному .                                                                                                         w  w x, y, z,...                     (9)
5. Определить (с помощью паспорта прибора или справочников) абсолютную
                                                                                         Поскольку прямые измерения всегда сопровождаются случайными и
  погрешность используемого прибора x пр .
                                                                                         систематическими погрешностями, то исследуемая величина w , очевидно,
6. Если x пр  4t  ,nSx , то окончательный результат представляется в виде             также будет получена с некоторой погрешностью. Возникает вопрос: как

   x  x  x пр / 2 . Обработка результатов на этом заканчивается.                      оценить погрешность w при косвенном измерении?

7. Если x пр  t  ,nS x , то везде в дальнейшем считается, что x  t  ,n Sx .                В простейшем случае, когда w является функцией одной переменной x, а
                                                                                         относительная погрешность измерения этой величины мала  x  x x  1 ,
                                                                                         связь между w и x дается формулой: