Erori de mãsurare
Existã trei tipuri principale de erori de mãsurã: erori aleatoare, erori sistematice si erori
grosolane.
Erorile aleatoare sunt inerente procesului de mãsurare. Valorile mãsurate variazã putin în
jurul valorii reale. Erorile aleatoare pot fi pozitive (valoarea mãsuratã este mai mare decât valoarea
realã) sau negative (valoarea mãsuratã este mai micã decât valoarea realã), ambele variante putând
apãrea cu aceeasi probabilitate. Erorile aleatoare nu pot fi eliminate niciodatã si devin vizibile cu
orice aparat de mãsurã suficient de precis. Ele se datoreazã fluctuatiilor din cadrul componentelor
aparatului de mãsurã. Aceste fluctuatii pot fi fluctuatii statistice, cum ar fi fluctuatiile pozitiei si
vitezei moleculelor unui gaz dintr-o incintã sau fluctuatiile pozitiilor atomilor dintr-un cristal, sau
fluctuatii cuantice în cazul senzorilor microscopici. Deoarece nu pot fi eliminate, influenta erorilor
aleatoare trebuie micsoratã prin calcule ulterioare (v. mai jos).
Erorile sistematice se manifestã prin abaterea valorilor mãsurate într-un singur sens, acelasi
la toate mãsurãtorile. Astfel, erorile sistematice vor fi întotdeauna mai mari decât valorile reale sau
întotdeauna mai mici decât valorile reale. Erorile sistematice se datoreazã fie necalibrãrii
instrumentului de mãsurã, fie variatiei parametrilor instrumentului odatã cu conditiile de mediu.
Calibrarea aparatului de mãsurã se produce atunci când instrumentul de mãsurã indicã corect
o valoare de referintã. De obicei aceasta este valoarea de 0 (zero). Dacã un aparat de mãsurã nelegat
la o sursã exterioarã de semnal indicã o valoare diferitã de zero, spunem cã aparatul este necalibrat.
De exemplu, un voltmetru care nu e conectat într-un circuit dar indicã o tensiune de 0,1 V este
necalibrat. De fiecare datã cind executãm o mãsuratoare cu acest voltmetru, acesta va adãuga la
valoarea realã a tensiunii mãsurate valoarea de 0,1 V. Asadar, valoarea indicatã de voltmetrul
necalibrat va fi întotdeauna deplasatã la o valoare mai mare fatã de valoarea mãsuratã. În acest caz,
erorile sistematice care pot apãrea se eliminã prin calibrarea instrumentului de mãsurã, care se
realizeazã prin aducerea la zero a aparatului de mãsurã înainte sã se facã mãsurãtorile. În cazul
aparatelor de mãsurã cu cadran, aducerea la zero se poate face cu ajutorul unui surub de pe carcasa
aparatului. Acest surub permite deplasarea acului indicator astfel încât acesta sã indice zero când
aparatul de mãsurã este deconectat.
În cazul aparatelor de mãsurã se constatã o micã variatie a indicatiilor acestora cu conditiile
de mediu. Astfel, la o variatie mai mare a temperaturii externe, indicatia unui voltmetru se poate
schimba chiar dacã tensiunea aplicatã pe voltmetru nu se modificã. Acest lucru se datoreazã
variatiei proprietãtilor electrice ale componentelor voltmetrului cu temperatura, în spetã variatiei
rezistentei electrice cu temperatura. Înlãturarea acestui tip de erori se face fie prin compensarea
acestor variatii interne cu circuite stabilizatoare (circuite de compensare), fie prin izolarea
aparatului de mãsurã de mediu prin plasarea lui într-o incintã în interiorul cãreia conditiile de mediu
sunt mentinute constante. Circuitele de stabilizare sunt folosite în unele aparate electrice, în schimb
izolarea aparatului de mãsurã de mediu reprezintã o metodã costisitoare si se foloseste doar în
laboratoare speciale.
2
Erori grosolane: sunt erori mari în raport cu celelalte valori mãsurate. Acestea se datoreazã
neatentiei operatorului în timpul mãsurãrii. De exemplu, considerãm mãsurarea unui curent electric
cu valoarea realã a intensitãtii de 1 A în mai multe mãsurãtori si obtinem valorile:
Nr. crt. 1 2 3 4 5 6 7
I (A) 0,95 1,02 1,1 0,98 1,5 0,92 1,02
Se observã cã valoarea a cincea (1,5 A) este mult diferitã de celelalte valori (este mult mai mare).
Aceastã valoare este probabil afectatã de o eroare grosolanã. În general, valorile afectate de erori
grosolane se pot elimina din tabelul cu date mãsurate; acest lucru trebuie fãcut cu grijã, deoarece, în
rare cazuri, si erorile aleatoare pot deveni foarte mari.
De multe ori, erorile grosolane apar din cauza observãrii gresite a valorilor indicate de
aparatul de mãsurã. Mãsurãtorile pe aparate de mãsurã cu riglã (sublerul) sau cu cadran se fac
privind perpendicular pe riglã sau cadran. O privire oblicã poate indica o gradatie vecinã cu
valoarea realã indicatã de aparat si astfel se comite o eroare grosolanã. La aparatele cu cadran,
privirea verticalã este ajutatã de o oglindã plasatã sub cadran. În aceastã oglindã se vede imaginea
acului indicator. Privirea observatorului cade perpendicular pe cadran atunci când imaginea acului
indicator este plasatã sub acul indicator.
2. Mãsurarea erorilor
Fie X o mãrime fizicã (lungime, timp, tensiune electricã etc.). Mãsurãm aceastã mãrime de
n ori si obtinem n valori x , x ,..., xn 1 2 . Fie x valoarea realã a lui X , presupusã constantã în timpul
mãsurãtorilor. Valoarea x este necunoscutã si trebuie determinatã prin mãsurãtori.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
