Учет систематических погрешностей
Инструментальная погрешность определяется на заводе-изготовителе и указывается в техническом паспорте прибора или на его шкале. Это число называется классом точности, которое дает максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора. Тогда, зная класс точности, можно вычислить инструментальную погрешность по формуле:
Пример: для вольтметра, работающего в диапазоне измерений 0-30В, класс точности 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В.
Абсолютные инструментальные погрешности большинства приборов, используемых для проведения практических и лабораторных работ, приведены в таблице 4.
Например, динамометр для лабораторных работ имеет погрешность Dи = 0,05 H, амперметр и вольтметр для лабораторных работ: Dи = 0,05 А и Dи = 0,15 В соответственно.
Для измерительных приборов, не имеющих класса точности,за максимальную инструментальную погрешность можно принять цену, но в большинстве случаев - половину цены деления.
Таблица 4.
Средства измерения | Предел измерения | Цена деления | Инструментальная погрешность |
Линейка ученическая | До 30 см | 1 мм | 1 мм |
Линейка чертежная | До 50 см | 1 мм | 0,2 мм |
Линейка инструментальная (стальная) | До 30 см | 1 мм | 0,1 мм |
Линейка демонстрационная | 100 см | 1 см | 0,5 см |
Лента измерительная | 150 см | 0,5 см | 0,25 см |
Измерительный цилиндр | До 250 мл | 1 мл | 1 мл |
Штангенциркуль | 150 мм | 0,1 мм | 0,05 мм |
Микрометр | 25 мм | 0,01 мм | 0,005 мм |
Динамометр учебный | 4 Н | 0,1 Н | 0,05 Н |
Секундомер механический | 0-30 мин | 0,2 с | 1 с за 30 мин |
Секундомер электронный | 100 с | 0,01 с | 0,01 с |
Барометр-анероид | 720-780 мм.рт.ст | 1 мм.рт.ст. | 3 мм.рт.ст. |
Термометр спиртовой | 0-100 оС | 1 оС | 1 оС |
Термометр ртутный | До 250 оС | 1 оС | 0,5 оС |
Амперметр школьный | 2 А | 0,1 А | 0,05 А |
Вольтметр школьный | 6 В | 0,2 В | 0,15 В |
Погрешность отсчета связана с тем, что указатель прибора не всегда точно совпадает с делениями шкалы (например, стрелка на шкале вольтметра). В этом случае абсолютная погрешность отсчета не превосходит половины цены деления шкалы. Т.е. принимают ∆о = , где с - цена деления шкалы: .
Учитывать погрешность отсчета надо только тогда, когда при измерении указатель прибора находится между нанесенными на шкалу прибора делениями. Совсем не имеет смысла говорить и тем более пытаться учитывать погрешности отсчета у цифровых приборов.
Правило: Обе составляющие погрешности прямого измерения следует учитывать лишь в том случае, если они близки друг к другу. Любым из этих слагаемых можно пренебречь, если оно не превосходит 1/3 от другого, то есть одно превосходит другое в 3-4 раза. В этом состоит так называемое правило "ничтожных погрешностей".