Цель лабораторного практикума – экспериментально проверить теоретические выводы, законы и соотношения между физическими величинами.
Численное значение физической величины получают в результате измерений. Измерения физических величин подразделяют на:
1.прямые ( обозначим через x) – измерения, результаты которых непосредственно считываются со шкалы приборов (m, t, I, U, …);
2.косвенные ( обозначим через y) – измерения, производимые путем вычислений по формулам, связывающим результаты прямых измерений (I=U/R, …).
Любые измерения выполняются с некоторыми погрешностями, обусловленными различными причинами.
Погрешность измерения – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Приведем несколько классификаций погрешностей.
По форме представления погрешности бывают:
- абсолютная погрешность
. Если принять xист = 
, а xизм = x, тогда
,
т. е. значение x измеренной величины с равной степенью вероятности может принимать любое значение из доверительного интервала от 
до 
:
 |
 |
ℓ 1 = (1,5±0,2)·10–2 м
ℓ 2 = (1,7±0,3)·10–2 м
Вывод: ℓ 1 = ℓ 2.
2. относительная погрешность 
,
которая выражает точность произведенных измерений.
При вычислении абсолютной погрешности косвенных измерений будет пользоваться формулой 
.
По характеру проявления и устранения погрешности подразделяют на:
1. систематические – постоянные по знаку и величине погрешности, которые в каждом последующем измерении либо увеличивают, либо уменьшают результат измерения на одну и ту же величину. Эти погрешности обусловлены несовершенством измерительной аппаратуры (инструментальная составляющая), методики измерений (методические погрешности) и т. д.;
2. случайные – неопределенные по величине и знаку погрешности, которые нельзя заранее предвидеть и от которых в принципе невозможно избавиться. Они обусловлены случайными причинами, не поддающимися учету, – климатические условия, влажность, освещенность, сквозняк и т.д. Изучением таких погрешностей занимается теория погрешностей, в основе которой лежат теория вероятностей и математическая статистика. Некоторые выводы из этой теории приведены в методическом пособии, с которыми Вы ознакомитесь самостоятельно.
3. промахи – это большие по величине погрешности, сильно искажающие результат. При обработке результатов измерений их отбрасывают.
При обработке результатов измерений мы ограничимся учетом только погрешностей приборов, т.е. инструментальной составляющей систематических погрешностей.
Для некоторых электроизмерительных приборов инструментальная погрешность определяется по классу точности. Класс точности – это максимальная относительная погрешность прибора, выраженная в процентах:
,
где x max – номинальное значение устанавливаемого предела.
ПРИМЕР. Класс точности амперметра равен 1,5. Предельное значение шкалы I max = 1 А. Тогда абсолютная погрешность Δ I измерений силы тока вычисляется так:
, откуда 
.
Если класс точности прибора не указан, то в качестве абсолютной погрешности измерений берут половину цены деления шкалы этого прибора.