ISBN 978-5-7996-1331-0 В учебном пособии рассмотрены основные положения теории расчета погрешностей прямых и косвенных измерений, даны рекомендации по построению графиков измеряемых зависимостей, приведен конкретный пример оформления отчета по лабораторной работе. <...> В приложении даны основы представления результата измерений в современных терминах неопределенности результата. <...> Но в последнее время требования к обработке результатов измерений существенно изменились: вышли новые нормативные документы, стал применяться новый термин «неопределенность результата измерений». <...> Именно для этих целей и используется термин «погрешность результата измерения»: в итоге получается интервал, в котором с вероятностью 95 % будет находиться искомое значение физической величины. <...> Измерения человечество проводит с незапамятных времен, но лишь с конца XIX в. встает вопрос о степени доверия к результатам измерений, поскольку в это время началось бурное развитие измерительной техники. <...> Реальные величины можно разделить также на два вида: физические и нефизические. <...> К нефизическим величинам относят величины, присущие общественным наукам – философии, социологии, экономике и т. д. <...> Физические величины можно разделить на измеряемые и оцениваемые. <...> Физические величины, для которых не может быть введена единица измерения, могут быть оценены. <...> Что же касается нефизических величин (например, уровень интеллекта в коэффициентах интеллекта IQ; уровень знаний в баллах ЕГЭ и т. д.), то они могут быть только оценены, так как в принципе для них единица измерения не может быть введена. <...> По ви дам я вл ен и й физические величины разделяются на: вещественные – величины, описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них. <...> Еще эти физические величины называют пассивными, так как для формирования сигнала измерительной информации необходимо использовать вспомогательный источник энергии, чтобы преобразовать <...>
Основы_обработки_результатов_измерений.pdf
УДК 53.088(075.8)
C794
Рецензенты:
центр сертификации и метрологии «Сертимет» УрО РАН
(руководитель центра эксперт-метролог СДСЭМ
Л. А. И г н а т е н к о в а);
Т. И. М а с л о в а, заместитель заведующего лабораторией
метрологии и магнитных и акустических измерений
Уральского научно-исследовательского института метрологии
Под общей редакцией Е. А. С т е п а н о в о й
С794
Степанова, Е. А.
Основы обработки результатов измерений : [учеб. пособие]
/ Е. А. Степанова, Н. А. Скулкина, А. С. Волегов ; [под общ.
ред. Е. А. Степановой] ; М-во образования и науки Рос. Федерации,
Урал. федер. ун-т. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та,
2014. – 95 с.
ISBN 978-5-7996-1331-0
В учебном пособии рассмотрены основные положения теории расчета
погрешностей прямых и косвенных измерений, даны рекомендации
по построению графиков измеряемых зависимостей, приведен конкретный
пример оформления отчета по лабораторной работе. В приложении
даны основы представления результата измерений в современных терминах
неопределенности результата.
Для студентов Департамента «Физический факультет».
УДК 53.088(075.8)
ISBN 978-5-7996-1331-0
© Степанова Е. А., Скулкина Н. А., Волегов А. С., 2014
© Уральский федеральный университет, 2014
2
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................................................................... 3
Основные положения теории обработки результатов измерений .... 6
1. Физические свойства и величины.
Международная система единиц СИ ............................................. 6
2. Измерение. Основное уравнение измерений. Погрешности ...... 12
3. Классификация измерений ............................................................ 16
4. Систематические погрешности.
Классы точности средств измерений ............................................ 18
5. Случайные погрешности. Дискретные и непрерывные
случайные величины. Функции распределения ........................... 24
5.1. Дискретные случайные величины ......................................... 25
5.2. Непрерывные случайные величины ....................................... 28
5.3. Равномерный закон распределения ........................................ 29
5.4. Нормальный закон распределения ......................................... 29
6. Проверка результатов на промах .................................................. 34
7. Суммирование систематических и случайных погрешностей ... 35
8. Округление результата измерений ................................................ 37
9. Расчет погрешностей при косвенных измерениях ...................... 38
10. Правила построения и обработки графиков ................................ 41
11. Метод наименьших квадратов для расчета коэффициентов
аппроксимирующей функции ........................................................ 44
12. Порядок обработки результатов измерений ................................. 46
Контрольные вопросы .......................................................................... 48
Пример описания и оформления лабораторной работы
по физическому практикуму .................................................................. 50
1. Описание лабораторной работы ................................................... 50
2. Оформление отчета по лабораторной работе .............................. 59
Список использованной литературы ........................................................ 69
Приложение 1. Основные справочные таблицы ...................................... 70
92
Стр.93
Приложение 2. Сравнение двух концепций представления
результата измерений ................................................................................. 73
1. Неопределенность и погрешность ................................................. 73
2. Основные положения концепции неопределенности
измерений ....................................................................................... 75
3. Методика оценивания результата измерений
и его неопределенности .................................................................. 77
Список литературы, используемой в Приложении 2 ........................ 91
93
Стр.94