ОШИБКИ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
Учебное пособие для студентов Лечебного, медико-профилактического, Педиатрического факультетов и ВСО
Курск – 2006
Жердева В.И., Зюбан Д.И., Денисов В.П., Шубин М.В., Долгарева С.А. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской и биологической физике: Учебное пособие для студентов лечебного, медико-профилактического, педиатрического факультетов и ВСО. - Курск: КГМУ, 2006. – 140 с.
Настоящее учебное пособие написано в соответствии с действующей программой по медицинской и биологической физике для студентов медицинских вузов Всероссийского учебно-научно-методического Центра по непрерывному медицинскому и фармацевтическому образованию (М., 2000) и содержит методические рекомендации к лабораторно-практическим занятиям по медицинской и биологической физике. Цель пособия - помочь студенту самостоятельно подготовиться к лабораторным занятиям по медицинской и биологической физике. Оно включает в себя не только практические рекомендации по выполнению лабораторных работ, но и теоретические предпосылки, лежащие в основе физических методов исследования, диагностики и лечения. Каждая тема занятия, помимо плана изучения темы, содержит вопросы для самоконтроля, которые позволяют студенту оценить степень его подготовленности к занятию. Пособие содержит правила вычисления погрешностей, построения графиков, техники безопасности при выполнении работы. Рекомендуется для студентов медицинских вузов.
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторные занятия являются одной из важных форм учебной работы по медицинской биофизике. Главная цель лабораторного практикума - экспериментально раскрыть теоретические положения науки, обеспечить глубокое понимание студентами изучаемых законов и закономерностей и форм их проявления. Сформировать у будущих специалистов практические умения обращения с изучаемыми объектами, лабораторным оборудованием и другими средствами эксперимента, привить им навыки экспериментальной деятельности. Выполнение лабораторных работ вызывает у студентов интерес к научным исследованиям, способствует освоению методов планирования и проведения эксперимента, обработки и анализа полученных результатов, обоснованию сделанных выводов. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИКУМА Лабораторно-практические занятия проводятся в соответствии с учебным планом специальности и рабочей программой по дисциплине. Для выполнения каждой лабораторной работы имеются методические указания, в которых сообщается цель работы, дается перечень необходимых приборов и принадлежностей, краткая теория вопроса, описание лабораторной установки и последовательность проводимых измерений, рекомендации по обработке полученных результатов. В методических указаниях приводятся вопросы для самоконтроля. Накануне занятия студент должен подготовиться к выполнению лабораторной работы. Для этого необходимо изучить теорию и порядок выполнения работы. На занятиях перед выполнением работы преподаватель проверяет степень готовности студента к ее проведению. Для получения допуска к выполнению лабораторной работы необходимо знать цель работы, план проведения эксперимента, устройство приборов и правила их эксплуатации, требования и правила техники безопасности, основные законы, лежащие в основе данного метода. После проведения измерений студент обязан предъявить преподавателю лабораторный журнал наблюдений, в котором зафиксированы полученные результаты, проведена их окончательная обработка и анализ. В конце занятия проводится защита лабораторных работ. При защите работ студент должен продемонстрировать знание и понимание теоретического материала, умение проводить экспериментальные исследования, обрабатывать и анализировать полученные результаты. Данными методическими указаниями необходимо руководствоваться при выполнении лабораторных работ общего биофизического практикума по всем разделам медицинской биофизики. ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ Тема: «СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ. ПРАВИЛА РАБОТЫ С ФИЗИЧЕСКОЙ АППАРАТУРОЙ». ОШИБКИ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ Измерением физической величины называют нахождение ее значения опытным путем с помощью технических средств (приборов и измерительных инструментов). При измерениях мы узнаем (путем сравнения) во сколько раз измеряемая величина больше или меньше величины, принятой за единицу измерения. По способу получения числового результата измерения делятся на прямые и косвенные. При прямых измерениях значение искомой величины получают непосредственно с помощью меры или измерительного прибора. При косвенных измерениях значение измеряемой величины находят на основе известных зависимостей между этой величиной и величинами, непосредственно измеряемыми в опыте. Обработка результатов измерений является одним из разделов науки об измерениях - метрологии. В результате любого измерения мы получаем оценку измеряемой физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц (например, 15 м, 10 кг, 8 Дж и т.п.). Следует помнить, что никакие измерения нельзя выполнить абсолютно точно. Результаты измерения всегда содержат ошибку. Поэтому в задачу измерений входит не только нахождение значения искомой величины, но и оценка допущенной при измерении ошибки. ОШИБКОЙ ИЗМЕРЕНИЯ называют отклонение результата измерений от истинного значения исследуемой величины. По способу представления различают абсолютные и относительные ошибки. АБСОЛЮТНАЯ ОШИБКА выражается в единицах измеряемой величины:
Здесь x - истинное значение измеряемой величины (неизвестная величина), xi - результат одного из измерений, Dx - абсолютная ошибка измерения. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ОШИБКА выражается в долях или процентах от истинного значения измеряемой величины:
Зная абсолютную ошибку (погрешность) результат измерения можно представить в виде , где х0 - величина, полученная при измерении.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОШИБОК.
Ошибки измерений можно разделить на три основных типа – случайные, систематические и промахи. ПРОМАХИ (или грубые ошибки) возникают в результате неправильных действий экспериментатора (небрежности счета, неразборчивости записи и т.п.). Эти ошибки сравнительно легко обнаружить при повторных измерениях, проводимых в равных условиях. Чтобы не допускать промаха, нужно быть внимательным и аккуратным. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ОШИБКИ ИЗМЕРЕНИЙ – ошибки, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях физической величины. Систематические ошибки по своему происхождению могут быть самыми разнообразными. Назовем некоторые причины их возникновения. 1. Условия эксперимента не совпадают с условиями, предлагаемыми теорией. Например, неравноплечность весов, тепловое расширение линейки, действие архимедовой силы при взвешивании и т.д. Эти ошибки можно выявить при анализе условий измерения и устранить путем введения соответствующей поправки. 2. Исследуемый объект обладает некоторыми неизвестными нам особенностями. Например, имеет внутренние полости, имеет неоднородную структуру, несовершенную геометрическую форму и т.п. Для выявления подобных ошибок необходимо проводить многократные измерения в различных условиях, используя разные объекты и методы. 3. Неточность отсчета измеряемой величины по шкале измерительного устройства (линейки, микрометра, секундомера и т.п.). Эти ошибки могут быть вызваны неточностью установки нуля, наличием паралакса и т.п. Их можно существенно уменьшить при соблюдении правил обращения с приборами и путем применения специальных технических средств (зеркальные шкалы, правильное освещение и т.п.). Однако полностью устранить эти ошибки нельзя, т.к. при любом отсчете, записывая показания прибора, мы берем целое число, соответствующее ближайшему к стрелке прибора штриху (рис.1). Значит, ОШИБКА ОТСЧЕТА возникает при округлении. Она не превышает половины цены деления шкалы прибора.
Dотсч. ≤ с/2, где с – цена деления шкалы. Рис. 1.
4. Неточность измерительных приборов приводит к появлению ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОШИБКИ. По степени точности все измерительные приборы делятся на классы. Класс точности всегда указывается в паспорте прибора (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0). Классом точности прибора "К" называется выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности, даваемой прибором к максимальному значению величины, измеряемой прибором: СЛУЧАЙНАЯ ОШИБКА ИЗМЕРЕНИЙ– это ошибка, которая вызывается целым рядом случайных причин и непрерывно изменяется непредсказуемым образом. Случайные ошибки всегда присутствуют в измерениях и с одинаковой вероятностью принимают как положительные, так и отрицательные значения. На рис. 2 приведена схема, характеризующая разброс экспериментальных значений измеряемой величины по отношению к ее истинному значению. Присутствие ошибки приводит к некоторому постоянному смещению значений ∆xi от истинного значения. Случайные ошибки устранить нельзя, но их можно оценить, используя методы математической статистики.
Рис. 2.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1505)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |