Случайная погрешность
Случайная погрешность — это непредсказуемое отклонение результата отдельного измерения от среднего значения, полученного при повторных измерениях. Она может быть как положительной, так и отрицательной и уменьшается при увеличении числа измерений.
Чтобы обнаружить случайную погрешность, проводят повторные измерения и сравнивают их результаты со средним значением. Среднее значение находят как сумму всех результатов, делённую на их число. Отдельный результат может оказаться больше или меньше среднего.
Здесь \(\bar{x}\) — среднее значение, \(x_i\) — результат \(i\)-го измерения, а \(\Delta x_i\) — отклонение этого результата от среднего. На практике случайную погрешность результата часто оценивают по разбросу измерений, например половиной разности максимального и минимального результатов:
Длину карандаша измерили три раза: \(14{,}8\) см, \(14{,}9\) см и \(14{,}7\) см. Среднее значение равно \(14{,}8\) см. Результаты отклоняются от него на \(0{,}1\) см, \(0\) и \(-0{,}1\) см. Оценка случайной погрешности: \(\Delta x_{\text{сл}}\approx(14{,}9-14{,}7)/2=0{,}1\) см.
Случайная погрешность отличается от систематической погрешности. Систематическая погрешность смещает все результаты примерно в одну сторону и не исчезает простым усреднением. Случайная погрешность меняет знак и частично компенсируется при усреднении.
Как изменится влияние случайной погрешности, если одно и то же измерение выполнить много раз и усреднить результаты?
Главное
- Случайная погрешность непредсказуемо изменяется по величине и знаку при повторных измерениях.
- Её выявляют по разбросу результатов относительно среднего значения.
- Усреднение повторных измерений обычно уменьшает влияние случайной погрешности.