Véletlenszerű hibát tartalmazó mérési eredmények feldolgozásának módszerei

A mért mennyiség legvalószínűbb értéke az aritmetikai átlaga

Egyetlen mérési eredmény átlagos négyzetes hibája a mennyiség

Amikor. állandó határértéket igényel:

A mennyiséget a mérés varianciájának nevezik. Az érték a véletlenszerű hibaeloszlási görbe alakját meghatározó fő paraméter. A normál hibamegosztási törvény (Gauss eloszlás) a képletben fejeződik ki

hol van az eltérés a valódi értéktől és a természetes logaritmus alapja.

A számtani középérték négyzetes hibája a mennyiség

Ez a növekvő számú mérés alapkövetelménye a növekvő pontosságnak. Az a valószínűség, hogy (a) a valódi érték bizonyos időközön belül van, megbízhatósági együtthatónak nevezzük.

A mérések végeredményét formában írjuk

A tényezők, amelyek meghatározzák a megbízhatóság érték intervallum frakciók függően és n. együtthatók úgynevezett Student, azok kijelölt egy, t és a táblázatban (lásd. R.I.Solouhin.Metody fizikai mérések. „Science”, 1975).

A végeredmény ebben az esetben a formában szerepel

Az említettekből az következik:

A gyökér-négyzetérték hiba értéke lehetővé teszi a mért mennyiség valódi értékének a számtani átlaghoz közeli intervallumban való megszerzésének valószínűségét.

Amikor ¥ ,. azaz Az az intervallum, amelyben egy adott valószínűséggel az igazi érték megtalálható. a mérések növekvő számával nullázódik. Ez a pontosság növelését jelenti a mérések számának növekedésével. Úgy tűnik, hogy nő a n, akkor kap az eredmény bármilyen pontossággal. Azonban a pontosság csak addig növekszik, amíg a véletlenszerű hiba nem hasonlítható össze a rendszeres hibával. A mérések számának további növekedése nem kivitelezhető; Az eredmény végső pontossága csak szisztematikus hibától függ. A szisztematikus hiba nagyságának ismeretében nem nehéz meghatározni a véletlen hiba megengedhető értékét, figyelembe véve például a szisztematikus hiba 10% -át. Az így kiválasztott megbízhatósági intervallum egy bizonyos értékének beállításával nem nehéz megtalálni a szükséges számú mérést, amely véletlenszerű hiba kis hatását garantálja az eredmény pontosságára.

A mérési eredmények feldolgozása során a következő műveleti sorrendet javasoljuk. Közvetlen mérésekkel:

1. Az egyes mérések eredményeit táblázatban rögzítik.

2. Az n mérések átlagát kiszámítjuk

3. Egyetlen mérés hibája

4. Számítsa ki az egyes mérések négyzetes hibáját

5. A számtani átlag négyzetes hibája

6. Meghatározza a megbízhatóság értékét.

7. Meghatározza a hallgatói megbízhatósági tényezőt és a mérések számát.

8. A mérési eredmény pontatlan.

9. A végeredményt a következőképpen kell írni:

10. A mérési eredményekben a relatív hiba becsült

A munka teljesítményének sorrendje

1. Szerelje össze az áramkört. Olvassa el a hanggenerátor és az impulzusszámláló leírását.

2. Küldjön jelet a felvevőnek a hanggenerátorból.

3. Számítsa ki az impulzusok számát 5-10 másodpercen belül (a vágási idő leállításához nyomja meg a léptetőmechanizmus "Stop" gombját). A méréseket 100-szor végezzük minden frekvencián.

4. Végezze el a mérési eredmények feldolgozását a fenti eljárás szerint.

5. Válassza ki a skálát és írja le a hibák kísérleti eloszlását: az X tengely mentén rajzolja meg az átlagtól való eltérést az Y tengely mentén, a mérések relatív számát egy adott intervallum eltérésével. Ugyanezen grafikonon a Gauss-görbét kísérletileg meghatározott varianciával ábrázoljuk.

6. Keresse meg a mérési hibát n = 100, 50, 10 értékre a Student-együtthatók segítségével.

1. Zaidel AN Mérési hibák elemi becslései. M. 1965.

2. Physical Practice Ed. V. I. Iveronova. M. "Science", 1968.

3. RI Soloukhin. A fizikai mérések módszerei. Az SB AN 1975 "Tudomány".

4. J. Sivires. Gyakorlati fizika. M. 1972.

Kapcsolódó cikkek