I. Прямые и косвенные измерения

Измерить физическую величину – значит с помощью тех или иных технических средств сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Все измерения можно разделить на прямые и косвенные. Прямым измерением физической величины называется определение ее размера непосредственно по прибору (примеры: измерение длины тела с помощью масштабной линейки, измерение температуры с помощью термометра, измерение времени с помощью секундомера). Косвенными измерениями называются вычисления размера физической величины на основании функциональной зависимости между ней и величинами, измеряемыми непосредственно (примеры: вычисление объема тела по его геометрическим размерам, средней скорости тела по пройденному расстоянию и времени, ускорения свободного падения по периоду колебаний математического маятника и его длине).

Погрешности измерений. Классификация погрешностей

Погрешностью измерения называется разность между значением физической величины, полученным при измерении, и истинным ее значением. Абсолютные значения таких разностей называются абсолютными погрешностями. Отношение абсолютной погрешности к истинному значению величины называется относительной погрешностью. По характеру и происхождению погрешности измерений можно разделить на 3 основных класса: промахи, систематические и случайные. Промахи – это грубые ошибки измерений, возникающие, как правило, в результате невнимательности экспериментатора (примеры: нечеткость записи измерений, небрежность отсчета по прибору). Эти ошибки можно устранить (зависит от экспериментатора). Систематическими связаны с неправильным выбором, методики измерения, неправильной установкой прибора, не учитываются внешние факторы (примеры: потеря веса при взвешивании тел в воздухе, обусловленная действием архимедовой силы; температурное удлинение тел; неправильная градуировка приборов). Устранить эти ошибки можно, если измерить одну и ту же величину различными методами, калибровать приборы по эталонным, учитывать внешние факторы. Отдельно можно выделить систематические погрешности, связанные с погрешностями измерительных приборов. Погрешность прибора – это систематическая ошибка любого прямого измерения. Наибольшая величина ошибки прибора может быть определена по его классу точности. Класс точности прибора - это его относительная погрешность (приведенная погрешность), выраженная в процентах и равная отношению абсолютной погрешности прибора к максимальному значению величины, которое может быть измерено данным прибором: .Класс прибора обычно указывается на его панели. По классу точности определяется абсолютная ошибка прибора: . Случайные погрешности – это ошибки, возникающие в результате ряда причин, которые невозможно устранить и которые действуют неодинаково в каждом опыте. Эти ошибки устранить нельзя, нужно пытаться учитывать. Рассматриваемая далее теория ошибок относится именно к случайным погрешностям. Случайная погрешность тем меньше, чем больше число измерений. На практике при измерениях получается суммарная погрешность, состоящая из систематической и случайной.