Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных. Яворский В.А. - 4 стр.

неодинаковые результаты. Дело в том, что результаты измерений подвержены
неконтролируемым, а значит, неучтенным, влияниям многочисленных воздействий внешней
среды, включая неконтролируемые процессы в исследуемых объектах и используемых
измерительных приборах. Вследствие этого постоянная величина зачастую проявляет себя
как случайная величина, а результаты ее измерений отражают случайную природу
воздействий и отвечают определенным статистическим закономерностям. Именно поэтому
для обработки результатов измерения постоянной величины естественно использовать
методы, характерные для обработки результатов измерения случайной величины.
       Изменяющаяся (переменная) величина. Такая величина закономерно меняется с
течением времени вследствие процессов, проходящих в исследуемом объекте. Примерами
могут служить: скорость сложной химической реакции, затухание амплитуды колебаний
свободного маятника, и т.п. Измерения, проводимые в различные моменты времени,
фиксируют величину в новых условиях. Набор результатов однократных измерений
представляет собой результаты принципиально неповторимых измерений, так как время
нельзя повернуть вспять, а измерение в целом не может расцениваться как многократное.
       Особого внимания заслуживает нестабильная величина. Она меняется с течением
времени без каких бы то ни было статистических закономерностей. К основной
характеристике нестабильной величины следует отнести отсутствие у экспериментатора
информации о ее зависимости от времени. Измерения такой величины дают набор данных,
не несущих сколько-нибудь полезных сведений. Вместе с тем, нестабильная величина может
быть переведена в разряд изменяющихся величин, если экспериментально или теоретически
установлена закономерность в зависимости ее от времени.

Типы погрешностей измерений

       Погрешность – количественная характеристика неоднозначности результата
измерения. Ее оценивают исходя из всей информации, накопленной при подготовке и
выполнении измерений. Эту информацию обрабатывают для совместного определения
окончательного результата измерения и его погрешности. Окончательный результат нельзя
расценивать как “истинное значение” измеряемой физической величины, так как в этом нет
смысла из-за наличия погрешности.
       Погрешность может быть выражена в единицах измеряемой величины x, – в таком
случае она обозначается Δx и носит название абсолютной погрешности. Однако абсолютная
погрешность не отражает качества измерений: например, абсолютная погрешность 1 мм при
измерении размеров помещения свидетельствует о высоком качестве измерения, та же
погрешность совершенно неприемлема при измерении диаметра тонкой проволки.
       Критерием качества измерения является отношение абсолютной погрешности к
окончательному результату измерения
                                            Δx
                                       δx=                             (2.1)
                                             x
       Это отношение безразмерно. Величину δx называют относительной погрешностью и
используют как в абсолютном, так и в процентном выражении. Высокой точности измерения
соответствует малое значение относительной погрешности.
       Основные типы погрешностей:
   • Промахи или грубые погрешности – возникают вследствие неисправности
       измерительных приборов или ошибок в эксперименте, сделанных по
       невнимательности. Естественно стремление избегать промахи, но если стало понятно,
       что они все-таки допущены, соответствующие им результаты измерений необходимо
       отбросить, и при возможности повторить эксперимент в этой области значений.
   • Приборная погрешность – систематическая погрешность, присутствующая в
       результатах измерений, выполненных с помощью любого измерительного прибора.
       Приборная погрешность, как правило, неизвестна и не может быть учтена. Ее можно

                                              4