6.3. Вимірювання і відмітки : Основи наукових досліджень і технічної творчості : B-ko.com : Книги для студентів

6.3. Вимірювання і відмітки

Перш ніж більш детально ознайомитись з проведеннямспостережень, слід сказати про засоби спостереження — ви-мірюваннях і відмітках. Завдання наукового дослідження по-лягають у тому, щоб встановити закономірності розвиткуявищ. При визначенні закономірності ми шукаємо постійне інеобхідне відношення, зв'язок між явищами, що лежить в ос-нові їх розвитку.

Для переважної більшості досліджень закономірності пред-ставлені числовими величинами, отриманими в результатівимірювань.

Вимірювання є процесом порівняння даної величини з їїзначенням, прийнятим за одиницю. Пізнавальне значеннявимірювання збільшується, якщо воно проводиться у ходіпроцесу, а не лише на його початку або наприкінці. Точністьвимірювання, тобто ступінь відповідності значенню величи-ни, визначають як надійність дослідження, його ефектив-ність. Відомо, що найдосконаліші прилади не дають можли-вості точно визначити вимірювану величину, кожне новевимірювання при його повторенні в більшому, або в меншомуступені наближається до істинного значення, причому відхи-лення можуть бути як позитивними, так і негативними.

Іншими словами, при вимірюванні мають місце помилки.Розрізняють абсолютну і відносну помилки. Під абсолютноюпомилкою розуміють різницю між істинним значенням вели-чини і результатом спостереження. Практично за істиннезначення приймають результат вимірювання тієї ж величиниза допомогою більш точних і так званих еталонних приладів.Під відносною похибкою (A) розуміють відношення похибкидо дійсного значення величини. Відносна похибка має бутивиражена у відсотках. Причини похибок різноманітні. Вониможуть виникати внаслідок недостатньої досвідченості екс-периментатора, дефектів його власних якостей (слух, зір), не-досконалості або невідрегульованості приладів, невідповід-ності або змін зовнішнього середовища.

Похибки називають систематичними, якщо їх можна ви-значити кількісно і внести відповідні поправки до показаньприладу. Для цього необхідно вести ретельну перевірку і ка-лібрування приладів, які використовуються в експерименті.Потім слід створити необхідні умови для роботи приладів,правильно їх відрегулювати і проводити ретельний догляд заними. На основі звірянь приладу з приладами високої точнос-ті встановлюють шкалу правок до його показань. Прилад маєбути перевірений як мінімум на початку і наприкінці дослі-дження, бажаною є також перевірка в ході дослідження.

Помилки вважають випадковими, якщо їх не можна пе-редбачити і кількісно врахувати. Вони з'являються при вимі-рюванні одного й того ж об'єкта в тотожних випадках, алерезультат вимірювань кожен раз в останніх значущих цифрахрозрізняється.

На практиці дослідницької роботи визначають подальшувипадкову похибку (An). При цьому мається на увазі, що до-тримані всі правила перевірки і підготовки приладу та вимі-рювання і усунені систематичні помилки. У випадку, колисистематична помилка не усунута, гранична помилка впливаєна її значення. Істинне значення вимірюваної величини зна-ходиться в межах від a - An до a + An1, можна записати якх = a ± An.

Окрім граничної помилки встановлюють помилку систе-матичну. Щоб наблизитись до істинного значення вимірюва-ної величини, бажано в тотожних випадках повторювати ви-мірювання кілька разів, а потім обчислювати середньоариф-метичне. Чим більшу кількість разів проведене вимірювання,тим меншою є випадкова помилка середньоарифметичного.Кількість необхідних вимірювань зумовлюється величиноюрозсіювання і завданою точністю вимірювань: чим більшерозсівання (розкид) і чим більша точність вимагається у ви-мірюванні, тим більше число разів потрібно провести вимі-рювання даної величини.

Необхідна точність вимірювання визначається характеромексперименту й властивостями об'єкта і повинна бути доці-льною. У той же час недостатня точність вимірювань знеці-нює проведення дослідження.

Окрім вимірювань у дослідах роблять відмітки, мета якихполягає в кількісній і якісній фіксації явища або його сторін увсій їх складності. Найпростішою відміткою є запис у виглядізауважень експериментатора про всі цікаві факти у розвиткуявища. Ці записи допомагають «висвітити» сторони явища, якіспочатку не вважалися першорядними, а потім стали важли-вими, а також прояснити певні їх особливості. Ці ж записиможуть містити нові думки, зауваження, міркування. Буваютьй інші відмітки: фотографії, звукозапис, ескізи, відбір якіснихпроб тощо.