Оценка точности измерений в курсе физики средней школы - Фетисов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
(измерительным прибором) при нормальных условиях, может быть как
положительной, так и отрицательной, а в редких случаях даже равной нулю.
В школьных условиях образцовых средств измерения не применяют и поэтому
руководствуются допускаемой погрешностью, указы-
50
ваемой в аттестате или описании прибора, в каталоге или государственном
стандарте.
Если допускаемая погрешность Ди близка или больше погрешности отсчета Д0
данной меры (измерительного прибора), то ее следует прибавлять к
погрешности отсчета Д=Д0 + ДИ-
Инструментальную погрешность мер (измерительных приборов) для
сравнительно небольших диапазонов измерений можно считать постоянной.
Поэтому при определении разности двух значений физической величины
(разности температур, объемов и т. д.) она не учитывается.
П р и м е ч а н и е. На заводах, производящих меры и измерительные
приборы, фактическая погрешность мер и измерительных приборов носит
случайный характер и подчиняется законам случайного, согласно которым
вероятность появления больших погрешностей значительно меньше, чем малых.
Допускаемая инструментальная погрешность является максимальной, и
вероятность возникновения ее. очень незначительна. Поэтому погрешность
инструментальная реально может быть меньше допускаемой инструментальной
погрешности. Например, амперметр "Школьный" с ценой деления 0,1 А может
быть приравнен к 4-му классу. Он имеет допускаемую погрешность 0,08 А. За
инструментальную погрешность вполне можно взять половину цены деления, т.
е. 0,05 А. х
Для большинства школьных измерительных приборов за погрешность
инструментальную можно принимать половину цены деления, в некоторых
случаях (секундомер, барометр-анероид) целую цену деления.
Например, при измерении силы тока школьным амперметром получено /=1,2 А;
так как Д/0=0,05 А, Д/"=0,05 А, то результат измерения силы тока нужно
записать так: /=1,2 А±0,1 А.
Некоторые измерительные меры (измерительные приборы) имеют очень
незначительную допускаемую погрешность. Если она гораздо меньше
погрешности отсчета, ею можно пренебречь (см. таблицу и § 17-27).
Таблица
Измерительный прибор Допускаемая погрешность
Стальная линейка (рулетка). Сантиметровая лента Метроном Весы ученические
Набор гирь к ним * Для каждого вида мер или измер классов точности и им
присваиваются т буквы и т. д. Способы выражения догг ности) и способы
обозначения классов zh0,l ММ -ЬЗ мм ±1,5% 4-й класс точности* 4-й
класс точности ительных приборов устанавливается ряд е или иные
обозначения: номера, числа, /скаемых погрешностей (интервалы точ-точности
весьма разнообразны.
Мигтпументальные погрешности зависят от устройства, принципа "ия и других
свойств применяемых средств измерения. деиствиЯотриМ некоторые примеры
погрешностей, присущих отдельным приборам. Равноплечие весов не может
быть идеальным, и устранить неравенство плеч весов полностью невозможно.
Гири обладают тем или иным объемом в зависимости от материала, из
которого они изготовлены. Сила, с которой гиря давит на чашку весов,
меньше ее истинного веса вес вытесненного воздуха (закон Архимеда).
Одним из характерных источников погрешностей, присущих всем приборам,
которые имеют подвижные части, является свобода смещения этих частей. Это
обусловлено необходимостью уменьшения трения между отдельными частями
механизма прибора.
В зависимости от характера такой свободы смещения, а также от
традицийвтой или иной отрасли приборостроения ее называют "люфтом",
"зазором", "мертвым, свободным или холостым ходом" и т. д.
Уменьшение свободы смещения влечет за собой увеличение трения, которое
может оказаться источником значительных погрешностей. Например,
уменьшение зазора между осями подвижной части измерительного прибора и
опорами приводит к увеличению трения между ними.
Инструментальные погрешности могут возникать вследствие несовершенства
или неправильной технологии изготовления приборов. Например, все
измерительные приборы и многозначные меры имеют шкалу, и им в большей или
меньшей степени присуща погрешность, возникающая в результате неточности
нанесения отметок шкалы, или погрешность градуировки. Также эти
погрешности могут возникать из-за износа или старения. Типичным примером
являются гири.
Их износ всегда идет в одном направлении - постепенно уменьшается их
масса. Характер износа гирь заставляет изготовлять их с положительным
запасом массы. Масса новой гири больше номинальной в пределах,
допускаемых для данного класса гирь.
Можно привести пример на старение манганина, который обладает большим
удельным электрическим сопротивлением и незначительным температурным
коэффициентом сопротивления, но с течением времени его сопротивление,
хотя и медленно, но изменяется.
Существенной характеристикой измерительных приборов является их
чувствительность. Чувствительностью измерительного прибора считается его
способность реагировать на изменения измеряемой величины.
Качественно чувствительность оценивается отношением изменения положения
