Błędy w pomiarach

Błędy w definicji pomiaru

Błędy pomiarowe definiuje się jako różnice między wartościami zmierzonymi a prawdziwymi.

Wzór na błąd statyczny

Błąd statyczny oblicza się za pomocą wzoru dA = Am – At, gdzie dA to błąd, Am to wartość zmierzona, a At to wartość prawdziwa.

Błędy graniczne

Koncepcja błędów gwarancyjnych stanie się jasna, jeśli przeanalizujemy ten rodzaj błędu na przykładzie. Załóżmy, że producent amperomierza powinien zagwarantować, że błąd w sprzedawanym przez niego amperomierzu nie przekracza określonego przez niego limitu. Ten limit błędu nazywany jest błędem granicznym lub błędem gwarancyjnym.

Błędy grube

Ta kategoria błędów obejmuje wszystkie błędy ludzkie podczas odczytywania, zapisywania i interpretacji wyników. Błędy w obliczeniach również należą do tej kategorii. Na przykład, podczas odczytu wartości z przyrządu może nastąpić pomyłka, np. 21 zostanie odczytane jako 31. Wszystkie tego typu błędy należą do tej kategorii. Błędy grube można uniknąć stosując odpowiednie środki, które są wymienione poniżej:

Należy zachować należytą ostrożność podczas odczytywania, zapisywania danych oraz dokonywania obliczeń błędów. Poprzez zwiększenie liczby osób wykonujących pomiary możemy zredukować błędy grube. Jeśli każda osoba wykonująca pomiary odczyta różne wartości w różnych punktach, to poprzez uśrednianie większej liczby odczytów możemy zredukować błędy grube.

Błędy systematyczne

Błędy systematyczne to konsekwentne niedokładności spowodowane uszkodzonymi przyrządami, warunkami środowiskowymi lub błędami obserwacyjnymi.

Błędy instrumentalne

Te błędy mogą być spowodowane niewłaściwą konstrukcją, kalibracją przyrządów pomiarowych. Takie błędy mogą wynikać z tarcia lub efektu hysteresy. Do tych błędów zaliczają się również efekt obciążenia i niewłaściwe używanie przyrządów. Niewłaściwe używanie przyrządów prowadzi do nieprawidłowego ustawienia zero. Aby zminimalizować błędy grube w pomiarach, należy zastosować różne czynniki korekcyjne, a w skrajnych przypadkach przyrządy muszą zostać starannie ponownie zakalibrowane.

Błędy środowiskowe

Ten rodzaj błędów powstaje z powodu warunków zewnętrznych względem przyrządu. Warunki zewnętrzne obejmują temperaturę, ciśnienie, wilgotność lub pole magnetyczne. Poniżej przedstawiono kroki, które należy podjąć, aby zminimalizować błędy środowiskowe:

Stosuj odpowiednie środki, aby utrzymać stałą temperaturę i wilgotność w laboratorium. Upewnij się, że w pobliżu przyrządu nie ma żadnego zewnętrznego pola magnetycznego lub elektrostatycznego.

Błędy obserwacyjne

Jak sama nazwa wskazuje, te błędy są spowodowane niewłaściwymi obserwacjami. Błędy obserwacyjne mogą wynikać z paralaksy. Aby zminimalizować błąd paralaktyczny, wymagane są dokładne mierniki wyposażone w skale z lustrami.

Błędy losowe

Po uwzględnieniu wszystkich błędów systematycznych, okazuje się, że nadal istnieją pewne błędy w pomiarach. Są one znane jako błędy losowe. Niektóre przyczyny ich występowania są znane, ale niektóre pozostają nieznane. Dlatego nie można całkowicie wyeliminować tego rodzaju błędów.