فیزیک دهمفیزیک و اندازه گیری

خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری :

در اندازه گیری کمیت های فیزیکی همواره عدم قطعیت و خطا وجود دارد .

phys10 s1 deghatokhata 00 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

عوامل زیر در افزایش دقت اندازه گیری نقش مهمی را ایفا می کنند:

۱ ) دقت وسیله اندازه گیری :

یکی از عوامل مهم در دقت اندازه گیری ، دقت و حساسیت وسیله اندازه گیری است . برای مثال ، دقت خط کشی که تا میلی متر مدرج شده ، بیشتر از دقت خط کشی است که تا سانتی متر مدرج شده است.

نکته: خطای اندازه گیری توسط وسیله های درجه بندی شده ، نصف کمینه تقسیم بندی مقیاس آن وسیله است .

phys10 s1 deghatokhata 01 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

در شکل بالا خط کش بالایی به سانتی متر مدرج شده بنابراین خطای این وسیله ۰٫۵ cm است که در گزارش ، عدد خوانده شده را با مثبت منفی  خطا جمع می کنیم . و در خط کش پایینی که به میلی متر مدرج شده خطای اندازه گیری ۰٫۵ mm است .

نکته : خطای اندازه گیری توسط وسیله های رقمی (دیجیتال) ، یک واحد از آخرین رقمی است که می خوانند.

phys10 s1 deghatokhata 02 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

در شکل بالا ، دماسنجی که عدد ۲۶٫۸ را نشان می دهد ، دارای خطای ۰٫۱ C  است و دماسنجی که عدد ۳۲ را نشان می دهد ، دارای خطای ۱ C است.

۲ ) مهارت شخص آزمایشگر :

در شکل زیر نتیجه اندازه گیری از منظر A و C خطا را افزایش می دهد در حالی که گزارش شخص B دقت بیشتری دارد.

phys10 s1 deghatokhata 03 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

 

۳ ) تعداد دفعات اندازه گیری :

برای کاهش خطا در اندازه گیری هر کمیت ، معمولا اندازه گیری آن را چند بار تکرار می کنیم و از آن ها میانگین می گیریم . البته اعدادی که فاصله زیادی با دیگر نتایج دارند را در نظر نمی گیریم . چون به وضوح مشخص است که این رقم به اشتباه اندازه گیری شده است . مانند شکل زیر

phys10 s1 deghatokhata 04 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

گزارش نتیجه اندازه گیری :

رقم هایی را که بعد از اندازه گیری یک کمیت فیزیکی ثبت می کنیم ، رقم های با معنا گویند . که در این گزارش رقم آخر معمولا غیر قطعی و حدسی می باشد . مثلا برای خط کشی که به سانتی متر مدرج شده است اگر نقطه بین دو عدد ۴ و ۵ باشد نمی توان به طور دقیق عدد بین آن را بیان کرد از اینرو آنرا حدس می زنیم و سپس برای گزارش عدد آن را با مثبت منفی خطای اندازه گیری خط کش جمع می کنیم . به شکل زیر توجه کنید و چگونگی گزارش یک اندازه گیری را بیاموزید .

phys10 s1 deghatokhata 05 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

توجه داشته باشید که تعداد ارقام بعد از ممیز عدد گزارش شده با تعداد ارقام بعد ممیز خطا باید یکسان باشد.

به تمرین زیر و پاسخ های آن توجه کنید تا با چگونگی گزارش نتیجه اندازه گیری و رقم حدسی آشنایی بیشتری پیدا کنید .

phys10 s1 deghatokhata 06 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

نحوه خواندن و گزارش نتیجه اندازه گیری با کولیس :

کولیس ها درای دو مقیاس اصلی و مقیاس ورنیه هستند . برای خواندن نتیجه ابتدا باید ببینید صفر ورنیه در کجای مقیاس اصلی قرار گرفته و آن عدد را از روی مقیاس اصلی بخوانید . سپس به دنبال اولین انطباق بین درجه بندی مقیاس ورنیه با مقیاس اصلی بگردید و با توجه به دقت کولیس آن عدد را از روی مقیاس ورنیه بخوانید و با عدد قبلی جمع کنید . سپس عدد بدست آمده را با مثبت منفی خطای اندازه گیری کولیس که نصف دقت کولیس می باشد ، جمع کنید . به شکل های زیر توجه کنید که در آنها نحوه خواندن کولیس با دقت های مختلف را شرح می دهیم .

phys10 s1 deghatokhata 07 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

phys10 s1 deghatokhata 08 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

phys10 s1 deghatokhata 091 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

نحوه خواندن و گزارش نتیجه اندازه گیری با ریز سنج :

ریز سنج ها دارای دو قسمت درجه بندی شده هستند یکی روی بدنه اصلی و دیگری رو استوانه مدرج چرخان .

برای گزارش نتیجه اندازه گیری ریز سنج ابتدا عدد روی بدنه اصلی را می خوانیم و سپس عدد روی استوانه مدرج چرخان که روبروی محور اصلی ریز سنج قرار گرفته بر حسب دقت ریز سنج می خوانیم و با عدد قبلی جمع می کنیم . سپس عدد بدست آمده را با مثبت منفی خطای اندازه گیری ریز سنج که نصف دقت ریز سنج می باشد ، جمع می کنیم . به شکل زیر توجه کنید که در آن نحوه خواندن ریزسنج با دقت ۰٫۰۱ mm را شرح می دهد .

phys10 s1 deghatokhata 10 خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

 

آموزش تعیین دقت کولیس :

 

آموزش تعیین دقت ریزسنج :

برچسب ها

کبیری

مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

مطالب مشابه

10 دیدگاه در “خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری”

  1. سلام
    دو خط کش بالای صفحه چرا خط کش دوم ۰.۵ میلی متر شده باید ۰.۰۵ باشه
    فرض کنید خط کش دوم روش نوشته شده باشه cm آنوقت ۰.۵ میلی متر درست بود ولی چون نوشته mm پس جواب باید بشه ۰.۰۵ میلی متر
    مثالهایی کتاب درسی عینا این سوال رو داره که روش cm نوشته

  2. سلام به شما دوست عزیز و همکار گرامی: با توجه به نحوه ساخته شدن کولیسها و ساختار آنها و درجه بندی کردن ورنیه آیا درست است که بنویسیم اولین انطباق؟ به نظر میرسد تنها یک خط ورنیه با خط های خط کش منطبق میشود . اگر این حرف درست است لطفا با مولفین کتاب در میان بگذارید و اگر نیست لطفا دلیل خود ارسال نمایید
    . در مورد بحث خطای وسیله و اینکه مقدار آن را باید نصف دقت بگیریم نیز مطالبی قابل بحث وجود دارد. اینکه با چه استدلالی میتوان چنین گفت آیا این صرفا یک قرار داد است . آیا در مورد همه وسایل آنالوگ کاربرد دارد . آیا در یک کولیس با دقت دو صدم میلیمتر که پیدا کردن خط منطبق در قسمت ورنیه با توجه به دقت آزمایشگر متفاوت میشود و خطای شخص اهمیت بیشتری پیدا میکند اینکه خطای وسیله را با دقت یکسان بگیریم به واقعیت نزدیکتر نیست و آیا حساسیت خود این درجه بمدیها چقدر است . آیا به خود این خطهای درجه بندی میتوان اینقدر اعتماد کرد که خطا را به نصف دقت کاهش دهیم .
    از اینکه این مطالب را میخوانید و حوصله میکنید و از این محیط و امکاناتی که فراهم کرده اید ممنونم . منتظر نظرات شما هستم . محمد مطلق کارشناس مسوول آزمایشگاههای دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی اصفهان
    از اینکه این مطالب را میخوانید و فکر میکنید و از اینکه

    1. احتمال چند خط منطبق بین ورنیه و مقیاس اصلی هست.
      ماهیت اندازه گیری بر اساس قرارداد های بین المللی تعیین شده بنابراین برای دقت و خطا نیز قراردادی وضع شده است. در کتاب های درسی دبیرستان های ایران و کشورهای دیگه خطا نصف دقت در نظر گرفته میشه.
      البته در مقاطع بالاتر یا مباحث علمی پیچیده تر قراردادهای دیگری برای دقت و خطا وضع میشه بسته به مهم بودن میزان دقت و خطا در اندازه گیری

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن