Niepewności pomiarowe

Błąd pomiarowy zwany niepewnością pomiarową to wielkość opisująca w jakim przedziale znajduje się wartość rzeczywista względem wartości najbardziej prawdopodobnej.

Przykłady:

taki zapis oznacza, że najbardziej prawdopodobną wartością masy jest 25 kg a wartość rzeczywista oscyluje w przedziale od 20 kg do 30 kg. Można to zapisać jako:

w tym przypadku wartością najbardziej prawdopodobną jest 54,21 s a przedział, w którym znajduje się wartość rzeczywista to:

Podczas pomiarów mogą wystąpić różnego rodzaju błędy. Dzielimy je na przypadkowe i systematyczne. Systematyczne wynikają z wady przyrządu pomiarowego a przypadkowe są zależne od warunków eksperymentu i metod przyjętych przez badacza.

Przykłady:

Błędy systematyczne to źle wyzerowany siłomierz, spóźniający się zegar. Błędy przypadkowe to zły kąt patrzenia na skalę przyrządu, refleks podczas zatrzymywania stopera.

Oprócz podziału niepewności pomiarowych ze względu na źródło błędu, wyróżniamy też podział ze względu na sposób zapisu. W przykładach powyżej występowały błędy bezwzględne, które mają taką samą jednostkę co wartość mierzona. Określają one o ile wynik pomiaru może się różnić od rzeczywistości. W celu oceny czy doświadczenie się udało wprowadzono też błędy względne. Informują one jaką częścią wartości średniej jest sama niepewność bezwzględna. Przy wynikach poniżej 1% doświadczenie uznajemy za idealne a poniżej 10% za udane. Nie akceptujemy doświadczeń powyżej 30%.

Przyjęte symbole i wzory:

x – wynik pomiaru,

xnp – wartość najbardziej prawdopodobna (często średnia),

δx – błąd bezwzględny wielkości x,

Δx – błąd względny wielkości x.

REGUŁY ZAPISU BŁĘDU:

  1. Błąd podajemy do pierwszej cyfry znaczącej.
  2. Jeśli pierwszą cyfrą znaczącą jest jedynka to podajemy także następną cyfrę.

Uwaga: Cyfra znacząca to nie zero, czyli tylko liczby ze zbioru {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.

Przykłady:

REGUŁA PODAWANIA ODPOWIEDZI

Wynik końcowy powinien mieć ostatnią cyfrę znaczącą tego samego rzędu co niepewność pomiarowa.

Przykłady: