Материал: Obr_eksp_rez

2

3

I. Вступ

Багатовікова практика вимірювань показує, що вони ніколи не бувають безпомилковими. Будь-яке вимірювання (незалежно від ретельності проведення і точності приладів) завжди дає результати більш-менш відхилені від істинного значення вимірюваної величини, яке в більшості випадків залишається невідомим. Тому на практиці вимірювання проводять таким чином, щоб похибка була якнайменшою, тобто точність вимірювань – найбільшою.

Точність вимірювань визначається здебільшого такими факторами:

–точністю приладів;

–методом вимірювань;

–зовнішніми умовами;

–суб'єктивним фактором.

В природі немає жодного фізичного явища, в якому не були б присутні в тій чи іншій мірі елементи випадковості. Випадковість – об'єктивна і завжди причинно обумовлена. Тобто як би не були враховані умови в процесі вимірювань, завжди матиме місце вплив випадкових факторів і практично неможливо отримати такі ж самі результати при повторному вимірюванні.

Фактори, що викликають появу похибок, впливають на результат вимірювання здебільшого незалежно один від одного, внаслідок чого остаточне значення величини матиме похибку, яка є результатом сумарного впливу всіх джерел, що мали місце під час вимірювання. А тому про точність вимірювань можна говорити лише як про відповідну ймовірнісну характеристику можливих відхилень отриманих результатів від їх істинних значень.

4

II. Основи теорії похибок вимірювань

2.1. Класифікація вимірювань

Під вимірюванням деякої фізичної величини розуміють порівняння її з іншою фізичною величиною такого ж типу, що прийнята за одиницю порівняння. Результат вимірювання виражається числом, яке показує, скільки прийнятих одиниць (чи її частин) міститься у величині, що вимірюється. Одиниці вимірювань вибирають, виходячи з практичних міркувань, однак зараз найчастіше використовується міжнародна система одиниць CI [1], а тому кінцевий результат вимірювань необхідно виражати в одиницях системи

CI.

За фізичним виконанням вимірювання поділяють на прямі (безпосередні) та непрямі (опосередковані). До прямих відносять такі вимірювання, коли дві фізичні величини – вимірювану та одиницю порівняння – можна співставити безпосередньо: визначення довжини лінійкою чи мікрометром, вимірювання сили струму амперметром і т.д. Якщо вимірюють одну або декілька фізичних величин, а шукану величину отримують як функцію від виміряних, то говорять про опосередковані вимірювання. Прикладом непрямих вимірювань може бути визначення швидкості рівномірного руху: для цього потрібно виміряти пройдений шлях та час руху.

Під час вимірювань часто доводиться аналізувати умови, в яких їх проводять: об'єкт вимірювання, суб'єктивний фактор, вимірювальний прилад, метод вимірювань, зовнішнє середовище. При однакових умовах вимірювання вважають рівноточними, в противному разі – нерівноточними. Якщо вимірювання виконуються в різних умовах (вимірюються два фізично різних об'єкти, різними виконавцями, різними вимірювальними приладами та методами і в різних зовнішніх умовах), то такі вимірювання будуть незалежними, позаяк немає підстав вважати вплив умов на процес вимірювань одинаковим.

2.2. Класифікація похибок вимірювань

На результати вимірювань впливають різні фактори. Ці впливи проявляються як похибки, що накладаються на істинні значення вимірюваної величини. Під істинним значенням фізичної величини розуміють таке її значення, яке ідеальним чином відобразило б в якісному та кількісному відношеннях відповідну властивість об'єкта вимірювань.

Похибки вимірювань за своїм походженням поділяють на: інструментальні, заокруглення, особисті, зовнішнього середовища; а по характеру впливу на результати вимірювань − на: систематичні, випадкові, грубі (промахи).

Інструментальні похибки обумовлені:

– недосконалістю виготовлення окремих частин інструмента, похибкою шкал вимірювальних приладів, похибкою ходу мікрометричних гвинтів і т.п.;