Систематическая погрешность

1.

2.

Оценку систематических погрешностей
экспериментатор производит, анализируя
особенности методики, паспортную точность
приборов и производя контрольные опыты.

3.

Систематические погрешности измерительных
приборов, выпускаемых промышленностью,
определяются их классом точности, который обычно
выражают в процентах. Манометр класса 0,2 (если
он, конечно, исправен и проходит систематическую
проверку) позволяет производить измерения с
абсолютной погрешностью, не превосходящей 0,2 %
от давления, соответствующего полной шкале
прибора. На всех участках шкалы - в ее начале,
середине и конце - эта погрешность одна и та же.

4.

Отметим различие в правилах, определения
погрешностей и в определении класса точности.
Погрешности принято характеризовать
среднеквадратичными ошибками. При
многочисленных измерениях реальная ошибка
опытов в 2/3 случаев меньше среднеквадратичной, а
в 1/3 случаев превосходит ее.

5.

Класс точности определяет максимально возможное
значение погрешности. Приборы, которые могут
давать, хотя бы иногда, большие погрешности,
должны быть отнесены к другому классу. Такое
различие в определениях очень неудобно. В
научных публикациях принято приводить именно
среднеквадратичную ошибку, а вовсе не
максимальную.

6.

Строгих формул для перевода одних погрешностей в
другие не существует. Мoжнo пользоваться простым
правилом: чтобы оценить среднеквадратичную
погрешность, измерений электроизмерительными
приборами, следует погрешность, определяемую
классом точности прибора, разделить на два.

7.

Как уже отмечалось, класс измерительных приборов
определяет максимальную погрешность, величина
которой не меняется при переходе от начала к концу
шкалы. Относительная ошибка при этом резко
меняется, поэтому приборы обеспечивают хорошую
точность при отклонении стрелки на всю шкалу и не
дают ее при измерениях в начале шкалы. Отсюда
следует рекомендация: выбирать прибор (или шкалу
многошкального прибора) так, чтобы стрелка
прибора при измерениях заходила за середину
шкалы

8.

Говоря о систематических погрешностях опыта,
следует сказать несколько слов об ошибке отсчета
«на глаз». Большинство приборов не имеет
нониусных шкал. При этом доли давления
отсчитываются на глаз. Эта ошибка составляет 1-2
десятых доли деления.

9.

При отсчетах следует следить за тем, чтобы луч
зрения был перпендикулярен шкале. Для
облегчения установки глаза на многих приборах
устанавливается зеркало ("зеркальные приборы").
Глаз экспериментатора установлен правильно, если
стрелка прибора закрывает свое изображение в
зеркале.

10.

При работе с измерительными приборами отсчет
должен включать число целых делений и число
десятых долей деления, если отсчет может быть
произведен с этой точностью (если стрелка или
зайчик не ходят и не дрожат, это может сделать
отсчет невозможным),

11.

Поясним указанное правило. Шкалы
измерительных приборов обычно изготовляют так,
что одно деление шкалы приблизительно равно
максимальной погрешности прибора. Зачем же в
этом случае отсчитывать десятые доли деления?
Ответ на этот вопрос читатель найдет в п.1.7.

12.

Забегая вперед, отметим, что при измерениях, при
расчетах и при записи результатов, кроме надежно
известных значащих цифр всегда оказывается одна
лишняя. Такая процедура среди прочих имеет и то
преимущество, которое позволяет вовремя замечать
мелкие нерегулярности исследуемых зависимостей.
Если, например, стрелка манометра при измерениях
отклонилась на полделения назад, этот результат
является надежным и в том случае, когда
погрешность манометра равна целому делению.

13.

Несколько слов о точности линеек. Металлические
линейки очень точны: миллиметровые деления
наносятся с погрешностью не более 0,005 мм, а
сантиметровые - не хуже, чем с точностью 0,1 мм.

14.

Погрешность измерений, производимых с помощью
таких линеек, практически равна погрешности
отсчета на глаз. Деревянными или пластиковыми
линейками лучше не пользоваться: их погрешности
неизвестны и могут оказаться неожиданно
большими.

15.

Исправный микрометр обеспечивает точность 0,01
мм, а погрешность измерений штангенциркулем
определяется с точностью, с которой может быть
сделан отсчет, т.е. точностью нониуса (у
штангенциркулей цена делений нониуса составляет
обычно 0,1 или 0,05 мм).