Fehler in der Messung

Fehler in der Messdefinition

Messfehler werden definiert als die Differenzen zwischen den gemessenen und den wahren Werten.

Formel für statische Fehler

Statische Fehler werden mit der Formel dA = Am – At berechnet, wobei dA der Fehler, Am der gemessene Wert und At der wahre Wert ist.

Grenzfälle von Fehlern

Das Konzept der Garantiefehler kann geklärt werden, wenn wir diese Art von Fehlern anhand eines Beispiels betrachten. Angenommen, es gibt einen Hersteller, der einen Strommesser herstellt. Er sollte versprechen oder erklären, dass der Fehler im von ihm verkauften Strommesser nicht größer als der von ihm festgelegte Grenzwert ist. Dieser Fehlergrenzwert wird als Grenzfälle von Fehlern oder Garantiefehler bezeichnet.

Grobe Fehler

Diese Kategorie von Fehlern umfasst alle menschlichen Fehler beim Lesen, Aufzeichnen und Auswerten der Messwerte. Fehler bei der Berechnung der Fehler fallen ebenfalls in diese Kategorie. Zum Beispiel könnte jemand beim Ablesen des Instruments 21 als 31 lesen. All diese Arten von Fehlern fallen in diese Kategorie. Große Fehler können vermieden werden, indem geeignete Maßnahmen ergriffen werden, die unten aufgeführt sind:

Eine sorgfältige Vorgehensweise beim Lesen, Aufzeichnen und Berechnen der Daten ist erforderlich. Durch die Erhöhung der Anzahl der Experimentatoren können grobe Fehler reduziert werden. Wenn jeder Versuchsleiter verschiedene Messwerte an verschiedenen Punkten aufnimmt, kann durch das Durchschnittsbilden mehrerer Messungen der grobe Fehler reduziert werden.

Systematische Fehler

Systematische Fehler sind konsistente Ungenauigkeiten, die auf fehlerhafte Instrumente, Umgebungsbedingungen oder Beobachtungsfehler zurückzuführen sind.

Instrumentelle Fehler

Diese Fehler können auf falsche Konstruktion, Kalibrierung der Messinstrumente zurückzuführen sein. Solche Fehler können durch Reibung oder Hysterese entstehen. Diese Arten von Fehlern umfassen auch den Ladeeffekt und die Fehlbenutzung der Instrumente. Die Fehlbenutzung führt zu einer Fehlanpassung des Nullpunkts der Instrumente. Um grobe Fehler in der Messung zu minimieren, müssen verschiedene Korrekturfaktoren angewendet werden und in extremen Fällen muss das Instrument sorgfältig neu kalibriert werden.

Umweltbedingte Fehler

Diese Art von Fehler entsteht aufgrund von Bedingungen, die extern zum Instrument sind. Externe Bedingungen umfassen Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit oder externe magnetische Felder. Folgende Schritte sollten eingehalten werden, um Umweltbedingte Fehler zu minimieren:

Versuchen Sie, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Laboratoriums durch entsprechende Anordnungen konstant zu halten. Stellen Sie sicher, dass sich keine externen magnetischen oder elektrostatischen Felder in der Nähe des Instruments befinden.

Beobachtungsfehler

Wie der Name schon sagt, entstehen diese Arten von Fehlern aufgrund falscher Beobachtungen. Falsche Beobachtungen können durch Parallaxe verursacht werden. Um Parallaxenfehler zu minimieren, sind hochgenaue Messgeräte mit Spiegelskalen erforderlich.

Zufallsfehler

Nachdem alle systematischen Fehler berechnet wurden, stellt man fest, dass noch einige Messfehler übrig bleiben. Diese Fehler werden als Zufallsfehler bezeichnet. Einige Gründe für die Auftretens dieser Fehler sind bekannt, andere jedoch unbekannt. Daher können diese Arten von Fehlern nicht vollständig eliminiert werden.