Errors en la Mesura | Classificació d'Errors
Per entendre el concepte d'errors en la mesura, hauríem de conèixer els dos termes que defineixen l'error i aquests dos termes són els següents:
Valor Verdader
No és possible determinar el valor verdader d'una quantitat mitjançant mètodes experimentals. El valor verdader es pot definir com el valor mitjà d'un nombre infinit de valors mesurats quan la desviació mitjana deguda a diversos factors contributius tendirà a zero.
Valor Mesurat
Es pot definir com el valor aproximatiu del valor verdader. Es pot trobar prenent la mitjana de diverses lectures mesurades durant un experiment, aplicant les aproximacions adequades a les condicions físiques.
Ara estem en posició de definir l'error estàtic. L'error estàtic es defineix com la diferència entre el valor mesurat i el valor verdader de la quantitat.
Matemàticament podem escriure una expressió de l'error com, dA = Am – At on, dA és l'error estàtic, Am és el valor mesurat i At és el valor verdader.
Cal notar que no es pot determinar el valor absolut de l'error degut al fet que no es pot determinar amb precisió el valor verdader de la quantitat.
Considerem alguns termes relacionats amb els errors.
Errors Limitants o Errors de Garantia
El concepte d'errors de garantia es pot entendre millor si considerem aquest tipus d'error a través d'un exemple. Suposem que hi ha un fabricant que fabrica un amperímetre, ara ell hauria de prometre o declarar que l'error en l'amperímetre que està venent no és més gran que el límit que estableix. Aquest límit d'error es coneix com a error limitant o error de garantia.
Error Relatiu o Error Fraccionari
Es defineix com la raó entre l'error i la magnitud especificada de la quantitat. Matemàticament escrivim com,
On, dA és l'error i A és la magnitud.
Ara aquí estem interessats en calcular l'error limitant resultant en els casos següents:
(a) Prenent la suma de dues quantitats: Considerem dues quantitats mesurades a1 i a2. La suma d'aquestes dues quantitats es pot representar per A. Així, podem escriure A = a1 + a2. Ara el valor incremental relatiu d'aquesta funció es pot calcular com
Separant cada terme com es mostra a continuació i multiplicant i dividint a1 amb el primer terme i a2 amb el segon terme tenim
De l'equació anterior podem veure que l'error limitant resultant és igual a la suma dels productes formats per multiplicar els errors relatis individuals per la raó de cada terme a la funció. El mateix procediment es pot aplicar per calcular l'error limitant resultant degut a la suma de més de dues quantitats. Per calcular l'error limitant resultant degut a la diferència entre dues quantitats, només cal canviar el signe d'addició per el de sostracció i el procediment és el mateix.
(b) Prenent el producte de dues quantitats: Considerem dues quantitats a1 i a2. En aquest cas, el producte de les dues quantitats es pot expressar com A = a1.a2. Ara, prenent logaritmes a ambdós costats i derivant respecte a A, tenim els errors limitants resultants com
D'aquesta equació podem veure que l'error resultant és la suma dels errors relatius en la mesura dels termes. De manera similar, podem calcular l'error limitant resultant per al factor de potència. Per tant, l'error relatiu seria n vegades en aquest cas.
Tips d'Errors
Bàsicament hi ha tres tipus d'errors en base als seus orígens.
Errors Grossos
Aquesta categoria d'errors inclou tots els errors humans mentre es llegeixen, es registren i es prenen les lectures. Tots els errors en el càlcul també es col·loquen en aquesta categoria. Per exemple, mentre es llegeix d'un instrument, es pot llegir 21 com 31. Tots aquests tipus d'errors es col·loquen en aquesta categoria. Els errors grossos es poden evitar utilitzant dues mesures adequades, que són les següents:
S'hauria de prendre cura adequada en la lectura, el registre de les dades. També el càlcul de l'error s'hauria de fer amb precisió.
Augmentant el nombre d'experimentadors, podem reduir els errors grossos. Si cada experimentador pren lectures diferents en punts diferents, llavors prenent la mitjana de més lectures, podem reduir els errors grossos.
Errors Sistèmics
Per entendre aquests tipus d'errors, categoritzem els errors sistèmics com
Errors Instrumentals
Aquests errors poden ser deguts a la construcció incorrecta, la calibració dels instruments de mesura. Aquests tipus d'errors poden arribar per a causa de la fricció o per a causa de l'histeresis. Aquests tipus d'errors també inclouen l'efecte de càrrega i l'ús incorrecte dels instruments. L'ús incorrecte dels instruments resulta en la falla de l'ajust a zero dels instruments. Per minimitzar els errors grossos en la mesura, s'han d'aplicar diversos factors de correcció i, en condicions extreemes, s'ha de recalibrar cuidadosament l'instrument.
Errors Ambientals
Aquest tipus d'error apareix degut a les condicions externes a l'instrument. Les condicions externes inclouen la temperatura, la pressió, l'humitat o poden incloure camps magnètics externs. Segueixen els passos que s'han de seguir per minimitzar els errors ambientals:
Intenta mantenir constant la temperatura i l'humitat del laboratori fent algunes disposicions.
Assegura't que no hi hagi cap camp magnètic o electroestàtic extern al voltant de l'instrument.
Errors Observacionals
Com el nom indica, aquests tipus d'errors són deguts a observacions incorrectes. Les observacions incorrectes poden ser degudes a la PARALLAX. Per minimitzar l'error de PARALLAX, són necessaris medidors molt precisos, dotats d'escala amb mirall.
Errors Aleatoris
Després de calcular tots els errors sistemàtics, es constata que encara queden alguns errors en la mesura. Aquests errors es coneixen com a errors aleatoris. Algunes de les raons de l'aparició d'aquests errors són conegudes, però encara hi ha algunes raons desconegudes. Per tant, no podem eliminar totalment aquests tipus d'errors.
Declaració: Respecta l'original, els bons articles meriteixen ser compartits, si hi ha alguna infracció contacta per eliminar-la.
