Если мы хотим измерить какую-то из физических величин, то используем соответствующие приборы. В измерительных приборах имеется шкала, показывающая измеряемую величину (линейка, секундомер, штангенциркуль, мензурка). На шкале нанесены штрихи, над некоторыми написаны цифры. Между двумя соседними подписанными штрихами несколько штрихов, без обозначения цифр. Расстояние между вот этими неподписанными штрихами называется степенью шкалы. Эти самые маленькие степени в измерительном приборе называются точностью измерительного прибора.
Чтобы определить степень шкалы прибора, берется разница двух соседних физических величин на шкале прибора и делится на количество промежутков между ними. Например, на шкале линейки написаны «1 см» и «2 см». Между ними имеются 10 неподписанных линий.
На линейке линии и цифры показывает шкалу линейки, промежутки между двумя соседними линиями показывают точность измерения. Наибольшее расстояние, которое можно измерить с помощью линейки, называется пределом измерения.
Перед измерением каких либо величин изучаются возможности измерительного прибора. Например, для измерения длины карандаша или ручки достаточно возможности обычной ученической линейки, потому что ее предел измерения больше длины карандаша или ручки. Но при таком измерении тоже бывают ошибки. При измерении такие ошибки происходят в результате совпадения измеряемых величин с промежутком между соседними линиями. В физике допускаемые неточности при выполнении измерений называются ошибкой измерения. Значение ошибок в измерительных приборах бывает не больше, чем степень его шкалы. Даже в случае совпадения длины предмета со штрихом на шкале измерительного прибора допускаются ошибки. Это связано с ограниченностью возможностей человеческого глаза. Согласно этому принято, что ошибка измерения равна половине степени шкалы измерительного прибора.
Во многих случаях измеряемая длина больше, чем предел измерения линейки. Например, при измерении длины стола, когда нет длинной линейки, пользуются короткой линейкой, переставляя ее последовательно несколько раз. Здесь при каждом измерении будет накапливаться ошибки.
Поэтому, для уменьшения ошибок измерения, замеры проводятся несколько раз. Для этого даже пользуются несколькими разными приборами. В результате этого мы получим несколько значений физических величин, которые отличаются друг от друга. Чему равна измеряемая величина в этом случае?
Чтобы определить это, вычисляется величина, называемая средним значением. Для этого суммируются все полученные при измерениях значения и делятся на количество измерений. Например, если проведено два замера,
средним значением=(величина 1-го измерения + 2-го измерения)/2
Чем больше будет проведено измерений физических величин и найдено его среднее значение, тем точнее определена величина.
В некоторых измерительных приборах величина ошибки измерения указывается в процентах. Например, надпись ± 5 означает, что показатель прибора может отличаться от действительного значения на + 5 или – 5 процентов.
Величина с учетом ошибок измерения выражается следующим образом: A = a ± Aa,
где A – измеряемая величина, a – результат измерения, Aa – ошибки измерения (А – буква «дельта» по-гречески).
- Что понимается под термином «предел измерения измерительного прибора»?
- Как определяется ошибка измерения?
- Почему измерения проводятся повторно?
- Назовите точность и пределы измерения приведенных на рисунке 2 приборов.
