Измерение физических величин

Цель:

изучить элементарные сведения о видах измерений и оценке их точности

Оборудование:

штангенциркуль, микрометр, объект измерений

Краткая теория:

Погрешность измерения

— оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Причины погрешности:

1) Закономерный несовершенный метод работы

2) Технические недостатки прибора

3) Влияние изменений условий измерения (температуры, влажности и тд.)

4) Несовершенство органов зрения, слуха

5) Неправильный отсчет по прибору, невнимательность экспериментатора

Классификация погрешностей:

1) По способу измерения:

· Прямыми

называются измерения, при которых искомое значение величины получают непосредственно с помощью соответствующих приборов. Примером прямых измерений служат измерения длины линейкой, массы - весами, интервалов времени – секундомером и тд.

· Косвенными

называются измерения, при которых непосредственно измеряется не сама интересующая физическая величина, а другие физические величины, закономерно с ней связанные.

2) По форме представления:

· Абсолютная погрешность

∆Х - разность между измерениями ∆Х и истинным Хист
измеряемой величины:

∆Х = Х - Хист

· Относительная погрешность

E

х

– отношение абсолютной погрешностик истинному значению Хист
измеренной величины

Ex
=

3) По характеру проявления:
Случайная погрешность

— погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т. п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений, с особенностями самой измеряемой величины.
Систематическая погрешность

— погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.), неучтёнными экспериментатором.

Порядок выполнения работы:

Определить объем цилиндра. Диаметр измерить микрометром, а высоту штангенциркулем.

1) Определить точность нониуса штангенциркуля:

Θ ≈ 0,05 мм

2) Измерить диаметр и высоту цилиндра и результат занести в следующую таблицу :

d₁ мм	(d₁-<d>), мм	(d¡-<d>)², мм²	hi , мм	(hi-<h>), мм	(hi-<h>)², мм²
1	9,90	-0,02	0,0004	52,5	0,12	0,0144
2	10,00	>-0,2	0,04	51,2	-1,18	1,3924
3	10,00	-0,2	0,04	53,4	1,02	1,0404
4	9,90	-0,02	0,0004	53,5	1,12	1,2544
5	9,80	-0,12	0,0144	51,3	-1,08	1,1664
<d> = 9,92	S d =0,0689	<h> =52,38	S h =0,4933

3) Обработать результаты прямых измерений, т.е найти <d> , ∆d, <h>, ∆h :

∆d = Sd + θ

∆d = 0,0689 + 0,1= 0,1689 = 0,17 ∆
d
= 0,17 <
d
> = 9,92

∆h = Sh + θ

∆h = 0,4933 + 0,1 = 0,5933 ∆
h = 0,5933 <h> = 52,38

4) Найти среднее значение искомой величины по формуле:

<V><h>

<V> =

5) Получить формулу для относительной погрешности и результаты измерения объема. Вычислить относительную погрешность измерения:

Ev
= 2 = 0,03+ 0,01 = 0,04 = 4%

6) Найти абсолютную погрешность результата измерения V:

V = 0,04 *4046 = 161,84 = 162 ММ3

7) Записать окончательный результат измерения объема:

V=<V> ±, Ev
=

V = 4046 ±162 ММ3
= (4,046 ± 0,162)*103
ММ3

8) Сформулировать и записать общий вывод по работе:

Sd
= = 0,0689 S
d

= 0,0689

Sh = = 0,4933 S
h

= 0,4933

Вывод:

Выполнив лабораторную работу, мы изучили элементарные сведения о видах измерений и оценке их точности, Научились работать с штангенциркулем и на эксперименте измерять физические величины, а также научились вычислять абсолютные и относительные погрешности.

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Уральский Государственный Экономический Университет

Кафедра физики и химии

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №1

Измерение физических величин

Выполнила:

Студентка МЭО-10-1

Драган Валентина