science >> Wetenschap >  >> anders

De nauwkeurigheid van metingen berekenen

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

Het is duidelijk dat nauwkeurigheid, die beschrijft hoe dicht een meetwaarde zijn echte waarde, is van vitaal belang bij alle wetenschappelijke inspanningen. Dit geldt niet alleen voor de meest voor de hand liggende, in-the-date redenen, zoals de temperatuur buiten moeten weten om zich goed te kunnen kleden, maar omdat de onnauwkeurige metingen van vandaag leiden tot de accumulatie van slechte gegevens op de lange termijn. Als de weersgegevens die u op dit moment verzamelt onjuist zijn, zijn de klimaatgegevens die u in de toekomst doorzoekt ook onjuist.

Om de nauwkeurigheid van een meting te bepalen, is het meestal noodzakelijk om de werkelijke waarde in aard van die meting. Een 'eerlijke' munt die bijvoorbeeld een heel groot aantal keer is omgedraaid, moet 50 procent van de tijd opkomen en 50 procent van de tijd afleiden op basis van waarschijnlijkheidstheorie. Als alternatief, hoe reproduceerbaarder een meting is (dat wil zeggen, hoe groter de precisie
), des te waarschijnlijker is de waarde dicht bij de werkelijke waarde in de natuur. Als schattingen van iemands lengte op basis van het getuigenis van 50 ooggetuigen allemaal tussen 5'8 "en 6'0" vallen, kunt u met meer zekerheid concluderen dat de lengte van de persoon bijna 5'10 "is dan u 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 u mogelijk meet.

Noem dit nummer N. Als u de temperatuur schat met behulp van verschillende thermometers met onbekende nauwkeurigheid, gebruik dan zoveel mogelijk verschillende thermometers.
Bepaal de gemiddelde waarde van uw metingen

Tel de metingen bij elkaar op en deel door N. Als u vijf thermometers hebt en de metingen in Fahrenheit 60 °, 66 °, 61 °, 68 ° en 65 ° zijn, het gemiddelde is (60 + 66 + 61 + 68 + 65) ÷ 5 \u003d (320 ÷ 5) \u003d 64 °.
Vind de absolute waarde van het verschil van elk Individuele meting van het gemiddelde

Dit levert de afwijking van elke meting op. De reden dat een absolute waarde noodzakelijk is, is dat sommige metingen kleiner zullen zijn dan de werkelijke waarde en sommige groter zullen zijn; eenvoudigweg de ruwe waarden bij elkaar optellen zou nul zijn en niets aangeven over het meetproces.
Vind het gemiddelde van alle afwijkingen door ze op te tellen 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 vertegenwoordigt, hoe groter de kans dat uw meting nauwkeurig is, hoewel het noodzakelijk is om de echte waarde te kennen om hier absoluut zeker van te zijn. Vergelijk daarom indien mogelijk het resultaat met een referentiewaarde, zoals in dit geval officiële temperatuurgegevens van de National Weather Service.