Типы измерений и причины погрешности измерения
Типы измерений
Прямое измерение, такое как измерение плотности жидкости с помощью ареометра, в котором мы снимаем прямые показания без расчетов или использования каких-либо законов, Измерение объема с помощью градуированного цилиндра.
Используется один измерительный инструмент, один процесс измерения, нет математических соотношений и есть одна ошибка измерения .
Косвенные измерения, такие как определение плотности жидкости путем измерения массы с помощью весов и объема с помощью градуированного цилиндра, затем деление массы на объем, измерение объема путем умножения длины, ширины и высоты.
Более чем один измерительный инструмент используется, более чем один процесс измерения , Существует математическое отношение применяется , чтобы найти количество и есть больше , чем одна ошибка измерения (накопленная ошибка ).
Погрешность измерений
На протяжении всей истории человек был заинтересован в улучшении методов измерения и разработке своих инструментов из-за его очевидного влияния на научный и технологический процесс. Но ни одно измерение не является точным на 100%. Должна быть ошибка, даже если она небольшая.
Причины погрешности измерения
Существует несколько возможных причин погрешности измерения, из которых:
Выбор неподходящего инструмента: например, использование балочных весов вместо чувствительных при измерении массы золотого кольца.
Дефект в измерительном инструменте: Примеры дефектов: внутренний магнит частично размагничен, потому что он устарел, стрелка имеет нулевую ошибку при отсутствии электрического тока .
Неправильная процедура из-за неопытных людей: незнание использования градуированных устройств, таких как мультиметры, взгляд на указатель устройства или шкалу по наклонной линии, а не перпендикулярно шкале.
Условия окружающей среды, такие как: температура, влажность, воздушные потоки. Пример: при использовании чувствительных весов воздушные потоки могут вызывать ошибку. Из-за этого чувствительные весы хранятся внутри стеклянной коробки.
Оценка погрешности при прямом измерении
Чтобы найти ошибку при прямом измерении, существует два типа ошибок: Абсолютная ошибка (Δ X) и Относительная ошибка (r), Абсолютная ошибка (Δ X) — это разница между действительным (фактическим) значением (X 0 ) и измеренное значение (X).
Δ X = | X 0 — X |
Знак | | указывает на то, что результат всегда положительный, даже если фактическое значение меньше измеренного значения, Он имеет единицу измерения, которая является той же единицей измерения, что и физическая величина, Относительная ошибка (r) — это отношение между абсолютной ошибкой (Δ X ) к действительному значению (X 0 ).
г = Δ Х / Х 0
Относительная погрешность является лучшим показателем точности измерения, чем абсолютная погрешность. Точность измерения считается более высокой по мере уменьшения относительной погрешности. Она не имеет единицы измерения, потому что это соотношение между двумя величинами, имеющими одинаковые единицы измерения.
Хотя абсолютная погрешность измерения длины классной комнаты больше, чем погрешность измерения длины карандаша, относительная погрешность измерения длины классной комнаты меньше, чем измерения длины карандаша.
Это означало, что относительная ошибка является лучшим показателем для измерения, чем абсолютная ошибка. По мере уменьшения относительной ошибки точность измерения увеличивается.
Погрешность оценки в случае косвенного измерения
Порядок вычисления погрешности в случае косвенного измерения зависит от применяемой математической операции:
Пример: Измерение объема двух количеств жидкости, V = V 1 + V 2 , Определение объема монеты путем вычитания объема воды перед опусканием монеты в мерный цилиндр из объема воды после ее падения, V coin = V 2 — В 1 .
Абсолютная ошибка = Абсолютная ошибка первого измерения + Абсолютная ошибка второго измерения
Δ X = Δ X 1 + Δ X 2 = | X 01 — X 1 | + | X 02 — X 2 |
Относительная погрешность (r): r = Δ X / X 0
Пример: определение площади прямоугольника путем измерения его длины и ширины, а затем их умножения, определение плотности жидкости путем измерения ее массы и объема, а затем их деления.
Относительная погрешность = относительная погрешность первого измерения + относительная погрешность второго измерения
г = г 1 + г 2 = Δ X 1 / X 01 + Δ X 2 / X 02
Абсолютная погрешность (Δ X) : Δ X = r + X 0