ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ
ИЗМЕРЕНИЙ
При измерении физических
величин с помощью даже самых точных и совершенных средств и методов
их результат всегда отличается от истинного значения измеряемой
физической величины, т.е. определяется с некоторой погрешностью.
Погрешности, полученные в ходе измерений и расчетов
экспериментальных данных обязательно должны быть рассчитаны и
представлены как при записи результата, так и на графиках.
Некоторыми причинами
возникновения погрешностей (ошибок) измерений являются следующие:
несовершенство измерительных приборов (инструментальные
погрешности), несовершенство выбранного метода измерений или
влияния лабораторных приборов на измеряемую величину
(методологические погрешности), влияние внешних условий на
одну или несколько величин, влияющих на результат, например,
температуры, влажности воздуха, внешних электрических и магнитных
полей и т.п. (внешние погрешности), неправильный отсчет показаний
приборов, невнимательность и небрежность исследователя (субъективные
погрешности). Такие погрешности обычно легко устранимы, например,
использованием цифровых измерительных приборов.
Однако, если перечисленные
выше погрешности можно устранить, то некоторые виды погрешностей
никаким образом устранить нельзя, а можно только уменьшить. К таким
видам ошибок можно отнести, например, систематические и случайные
погрешности. Практически систематические и случайные погрешности
неизбежны и могут быть описаны только методами математической
статистики. Методы расчета погрешностей достаточно сложны, но я
попытаюсь изложить основные подходы наиболее простым языком. При
этом необходимо разделить два случая:
1)
Расчет погрешностей прямых
(непосредственных) измерений (ppt).
2)
Расчет погрешностей косвенных измерений
(ppt).
После обработки
экспериментальных данных можно приступить к построению графических
зависимостей. При этом помним следующее:
а) масштаб и начало
отсчета по осям абсцисс и ординат могут быть различными.
б) при построении на одном
графике нескольких зависимостей точки изображаются различным
представлением (кружками, квадратиками, треугольниками и т.п.).
Уместно также изображать зависимости различным цветом.
в) в каждой точке
указывается абсолютная погрешность измерения как для величины.
отложенной по оси абсцисс, так и для величины. отложенной по оси
ординат. При этом погрешность откладывается в обе стороны, так что
ширина отрезка равна удвоенному значению абсолютной погрешности в
масштабе, выбранном вдоль соответствующей оси.
г) графики можно строить как на миллиметровой
бумаге вручную так и с помощью специальных программа. Я лично
советую использовать для этого программу OriginPro.
Несмотря на то, что программу используют ученые в своих расчетах она
достаточно проста для самостоятельного изучения.
Самоучитель по
работе с данной программой вы найдете кликнув по ссылке справа. Саму
программу найти в Интернете Вам не составит труда.
|