science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe de nauwkeurigheid van metingen te berekenen

Wetenschap is grotendeels gebaseerd op kwantificeerbare gegevens. Het verzamelen van bruikbare gegevens is op hun beurt afhankelijk van metingen van een bepaald soort, waarbij massa, oppervlakte, volume, snelheid en tijd enkele van deze kritisch belangrijke meetwaarden zijn.

Het is duidelijk dat nauwkeurigheid aangeeft hoe dicht een gemeten waarde de geschatte waarde benadert. echte waarde, is van vitaal belang bij alle wetenschappelijke inspanningen. Dit geldt niet alleen voor de meest voor de hand liggende, in-het-moment redenen, zoals het nodig zijn om de temperatuur buiten te kennen om zich goed te kleden, maar omdat de onnauwkeurige metingen van vandaag leiden tot de accumulatie van slechte gegevens op de lange termijn. Als de weergegevens die u nu verzamelt onjuist zijn, zullen de klimaatgegevens die u in de toekomst over 2018 doorziet ook fout zijn.

Om de nauwkeurigheid van een meting te bepalen, is het meestal nodig om de werkelijke waarde te kennen in aard van die meting. Bijvoorbeeld, een "eerlijke" munt die een zeer groot aantal keren wordt omgedraaid, zou 50 procent van de tijd omhoog moeten komen en 50 procent van de tijd achterblijven op basis van de waarschijnlijkheidstheorie. Als alternatief geldt dat hoe reproduceerbaar een meting is (dat wil zeggen, hoe groter de precisie van) is, des te waarschijnlijker het is dat de waarde dicht bij de werkelijke waarde in de natuur ligt. Als schattingen van iemands lengte gebaseerd op de getuigenis van 50 ooggetuigen alle tussen 5'8 "en 6'0" vallen, kun je met meer zekerheid concluderen dat de persoon in de buurt van 5'10 "is dan je zou kunnen als de schattingen varieerden tussen 5'2 "en 6'6", ondanks dat de laatste dezelfde 5'10 "gemiddelde waarde geeft.

Om de nauwkeurigheid van metingen experimenteel te bepalen, moet u hun afwijking
.

Verzamel zoveel mogelijk metingen van het ding dat je aan het meten bent.

Noem dit nummer N. Als je de temperatuur schat met verschillende thermometers van onbekende nauwkeurigheid, gebruik dan zoveel verschillende thermometers als je mogelijk.

Vind de gemiddelde waarde van uw metingen

Voeg de metingen bij elkaar en deel door N. Als u vijf thermometers heeft en de metingen in Fahrenheit 60 °, 66 °, 61 ° zijn, 68 ° en 65 °, het gemiddelde is (60 + 66 + 61 + 68 + 65) ÷ 5 = (320 ÷ 5) = 64 °.

Vind de Absolute waarde van het verschil van elke individuele meting van de gemiddelde

Dit levert de afwijking van elke meting op. De reden dat een absolute waarde nodig is, is dat sommige metingen minder zullen zijn dan de werkelijke waarde en sommige zullen groter zijn; simpelweg het optellen van de onbewerkte waarden zou optellen tot nul en niets aangeven over het meetproces.

Vind het gemiddelde van alle afwijkingen door ze toe te voegen en te delen door N

De resulterende statistiek biedt een indirecte maat voor de nauwkeurigheid van uw meting. Hoe kleiner een fractie van de meting zelf de afwijking is, des te groter de kans dat uw meting accuraat is, hoewel het noodzakelijk is om de werkelijke waarde te kennen om absoluut zeker van dit te zijn. Vergelijk het resultaat zo mogelijk met een referentiewaarde, zoals in dit geval officiële temperatuurgegevens van de nationale weerservice.