Cредняя квадратическая погрешность (СКП). Формулы Гаусса и Бесселя. Порядок матобработки ряда равноточных измерений. Предельная абсолютная и относительная погрешности

Наилучшим критерием оценки точности измерений принято считать среднюю квадратическую погрешность (СКП) измерения, определяемую по формуле Гаусса:

где D_i= l i-X (Х - истинное значение измеряемой величины, а l i - результат измерения).

Так как, в большинстве случаях истинное значение неизвестно, то СКП определяют по формуле Бесселя:

где J_i= l _i-х (х - средняя арифметическое значение или вероятнейшее значение измеряемой величины, а l i - результат измерения).

СКП арифметической середины:

Эта формула показывает, что СКП арифметической середины в Ön раз меньше СКП отдельного измерения.

На практике различают предельные и относительные погрешности. Теорией доказывается, а практикой подтверждается, что абсолютное большинство случайных погрешностей находится в интервале от 0 до m - 68%, от 0 до 2m - 95%, от 0 до 3m - 99.7%.

На практике за предельную погрешность принимают 2m, т.е. с вероятностью 95% можно утверждать, что случайные погрешности не превысят величины равной 2m. Если n<10 то J_i(пред)=t_B ^. M, где t_B - коэффициент Стьюдента (таблица)

Таблица коэффициентов Стьюдента

tB	n	tB	tB
4,53		2,65	2,37
3,31		2,52	2,32
2,87		2,43	2,28

Рассмотрим на примере как выполняется математическая обработка результатов ряда равноточных измерений. Пусть длина линии измерена шесть раз (см. таблицу). Необходимо найти вероятнейшее значение измеренной величины и оценить результаты измерений.

l '=75.10 м,

x =75.10+0.37/6=75.16 м,

m =Ö91 / 5=4.2 см,

М = 4.2 / Ö6=1.7 см,

J_i(пред)=t_B ^. M = 2.52 ^. 1.7 = 4.4 см,

L = 75.16 + 0.04 м (P=95%),

Отн.погр.DL/L=4.4/7510=1/1700

 

 

N	l,м	E,см	J,см	J2
	75.15	+5	-1
	75.18	+8	+2
	75.20	+10	+4
	75.13	+3	-3
	75.10		-6
	75.21	+11	+5
S		+1

Матобработка ряда измерений одной и той же величины выполняется в следующей последовательности:

- определение вероятнейшего значения измеренной величины x=S l _i/n;

- оценка точности отдельного измерения

- оценка точности арифметической середины (вероятнейшего значения)

- определение окончательного результата L = x ± t_BM.