Вылічэнне хібнасцей вымярэнняў

Выкананне лабараторных работ звязана з вымярэннем фізічных велічынь, гэта значыць вызначэннем значэнняў велічынь доследным шляхам з дапамогай вымяральных прыбораў (сродкаў вымярэння), і апрацоўкай вынікаў вымярэнняў.

Адрозніваюць прамыя і ўскосныя вымярэнні. Пры гэтым вынік любога вымярэння з’яўляецца прыблізным, гэта значыць утрымлівае хібнасць вымярэння. Дакладнасць вымярэння фізічнай велічыні характарызуюць абсалютная і адносная хібнасці.

Прамое вымярэнне — вызначэнне значэння фізічнай велічыні непасрэдна з дапамогай вымяральнага прыбора.

Абсалютную хібнасць прамых вымярэнняў вызначаюць сумай абсалютнай інструментальнай хібнасці і абсалютнай хібнасці адліку Δx = Δіx + Δаx пры ўмове, што выпадковая хібнасць і хібнасць вылічэння або адсутнічаюць, або нязначныя і іх можна не прымаць пад увагу.

Абсалютная iнструментальная хiбнасць Δіx звязана з класам дакладнасці прыбора. Абсалютныя інструментальныя хібнасці некаторых сродкаў вымярэнняў прыведзены ў табліцы 1.

Табліца 1
Сродкі вымярэнняў Дыяпазон вымярэнняў Абсалютная інструментальная хібнасць
Лінейкі:
металічныя
драўляныя
пластмасавыя

150, 300, 500 мм

400, 500, 750 мм
200, 250, 300 мм

0,1 мм

0,5 мм
1 мм
Стужка вымяральная 150 см 0,5 см
Мензуркі 2-га класа 100, 200, 250 см3 5 см3
Амперметр школьны 2 А 0,05 А
Міліамперметр ад 0 да Imax 4 % максімальнай мяжы вымярэнняў Imax
Вальтметр школьны 6 В 0,15 В
Тэрмометр лабараторны 100 °С 1 °С
Барометр-анероід 720–780 мм рт. ст. 3 мм рт. ст.
Штангенцыркулі з цаной дзялення 0,1; 0,05 мм 155, 250, 350 мм 0,1; 0,05 мм у адпаведнасці з цаной дзялення ноніуса
Мікрометры з цаной дзялення 0,01 мм 0–25, 25–50, 50–75 мм 0,004 мм

Абсалютная хібнасць адліку Δаx звязана з дыскрэтнасцю шкалы прыбора. Калі велічыню вымяраюць з дакладнасцю да цэлага дзялення шкалы прыбора, то хібнасць адліку прымаюць роўнай цане дзялення. Калі пры вымярэнні значэнне велічыні акругляюць да паловы дзялення шкалы, то хібнасць адліку прымаюць роўнай палове цаны дзялення.

Абсалютная хібнасць вызначае значэнне інтэрвалу, у якім ляжыць праўдзівае значэнне вымеранай велічыні:

x equals x subscript вым plus-or-minus increment x.

Адносную хібнасць прамога вымярэння вызначаюць адносінамі абсалютнай хібнасці да значэння вымеранай велічыні:

straight epsilon subscript x equals fraction numerator increment x over denominator x subscript вым end fraction times 100 percent sign.

Адносная хібнасць характарызуе дакладнасць вымярэння: чым яна меншая, тым дакладнасць вымярэння вышэйшая.

Ускоснае вымярэнне — вызначэнне значэння фізічнай велічыні з выкарыстаннем формулы, якая звязвае яе з іншымі велічынямі, вымеранымі непасрэдна з дапамогай прыбораў.

Адным з метадаў вызначэння хібнасці ўскосных вымярэнняў з’яўляецца метад межаў хібнасцей. Формулы для вылічэння абсалютных і адносных хібнасцей ускосных вымярэнняў метадам межаў хібнасцей прыведзены ў табліцы 2.

Табліца 2
Выгляд функцыі y Абсалютная хібнасць Δy Адносная хібнасць fraction numerator bold increment bold y over denominator bold y end fraction
x1 + x2 Δx1 + Δx2 fraction numerator increment x subscript 1 plus increment x subscript 2 over denominator open vertical bar x subscript 1 plus x subscript 2 close vertical bar end fraction
x1 - x2 Δx1 + Δx2 fraction numerator increment x subscript 1 plus increment x subscript 2 over denominator open vertical bar x subscript 1 minus x subscript 2 close vertical bar end fraction
Cx CΔx fraction numerator increment x over denominator x end fraction
x1x2 |x1| Δx2 + |x2| Δx1 fraction numerator increment x subscript 1 over denominator open vertical bar x subscript 1 close vertical bar end fraction plus fraction numerator increment x subscript 2 over denominator open vertical bar x subscript 2 close vertical bar end fraction
x subscript 1 over x subscript 2 fraction numerator open vertical bar x subscript 1 close vertical bar increment x subscript 2 plus open vertical bar x subscript 2 close vertical bar increment x subscript 1 over denominator x subscript 2 superscript 2 end fraction fraction numerator increment x subscript 1 over denominator open vertical bar x subscript 1 close vertical bar end fraction plus fraction numerator increment x subscript 2 over denominator open vertical bar x subscript 2 close vertical bar end fraction
xn |n||x|n−1Δx open vertical bar n close vertical bar fraction numerator increment x over denominator open vertical bar x close vertical bar end fraction
ln x fraction numerator increment x over denominator x end fraction fraction numerator increment x over denominator x open vertical bar ln space x close vertical bar end fraction
sin x |cos x| Δx fraction numerator increment x over denominator open vertical bar tg space x close vertical bar end fraction
cos x |sin x| Δx |tg x| Δx
tg x fraction numerator increment x over denominator cos squared space x end fraction fraction numerator 2 increment x over denominator open vertical bar sin space 2 x close vertical bar end fraction

Абсалютную хiбнасць таблiчных вклiчынь i фундаментальных фiзiчных пастаянных вызначаюць як палову адзінкі апошняга разраду значэння велічыні.