Нами рассмотрены основные приемы оценок погрешностей измерений. причем использованы некоторые результаты современных работ в данной области.
Неумение правильно оценить погрешности может привести и в ряде случаев приводит к неправильно установленным метрологическим требованиям к промышленным изделиям, что, разумеется, наносит прямой материальный ущерб. Таким образом, вопрос о правильном применении теории погрешностей имеет отнюдь не чисто академический интерес. В последнее время это стало достаточно ясно всем, кто имеет отношение к научным исследованиям и технологии точных промышленных изделий.
Тем не менее, и с преподаванием этого предмета и с применением теории погрешностей не все благополучно, и до сих пор в различных руководствах можно встретить противоречивые рекомендации.
Разумеется, для этого есть и объективные причины. По существу в вопросах применения теории имеется некоторый произвол – произвольно назначаются необходимые уровни значимости и доверительные интервалы. Все результаты и их оценка не носят абсолютного характера.
Нельзя говорить точно о значении всех величиной само понятие «истинное значение измеряемой величины» может ставиться под сомнение.
Видимо поэтому некоторые математики еще не так давно вообще не признавали теорию вероятностей математической дисциплиной.
Несмотря на элементарный характер этой книжки и то, что она рассчитана на читателя, не имеющего специальной подготовки, автор не старался «заметать мусор под ковер» или «прятать концы в воду». Лучше пусть все трудности будут на виду. Это даст возможность их легче преодолевать.
Хорошо известно, что теория погрешностей, так же как и основы теории вероятностей, – сложны, и их усвоение требует известной вдумчивости и затраты труда, однако, вероятно, гораздо меньшего, чем необходимо для понимания основ математического анализа.
Будем надеяться, что внимательное прочтение этой книжки поможет усвоению элементов теории погрешностей и научит ее правильно применять.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агекян Т.А., Основы теории ошибок для астрономов и физиков. - 2-е изд. М.: Наука, 1972. 169 с.
2. Алексеев Р.И., Коровин Ю.И. Руководство по вычислению и обработке результатов количественного анализа. М,: Атомиздат, 1972. 71 с.
3. Вентцель Е.С., Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1958. 464 с.
4. Гнеденко Б.Д., Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1965. 400 с.
5. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Пер. с англ., под ред. Э.Н. Лецкого. М.:
Мир, 1980. 610 с.
6. Идве В.б Драйард Д., Джеймс Ф. и др. Статистические методы в экспериментальной физике / Пер. с англ., под ред. А.А. Тяпкина. М.: Атомиздат, 1976. 334 с.
7. Кассандрова О.Н., Лебедев B.B., Обработка результатов наблюдений. M., Наука, 1970. 104 с.
8. Кондрашов А.П., Шестопалов Е.В.б Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений. М.: Атомиздат, 1974. 200 с.
9. Крылов А.Н. Лекции о приближенных вычислениях. - 5-е изд. М.; Л.: Тех- -теориздат, 1950. 398 с.
10. Линник ю.в., Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. М.; Л.: Физматгиз. 1962. 352 с.
11. Митропольскнй А.К., Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971. 576 с.
12. Налимов В.В., Применение математической статистики при анализе вещества. М.: Физматгиз, 1960. 430 с.
13. Пустыльник Е.И., Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука. 1968. 288 с.
14. Романовский В.И., Основные задачи теории ошибок. М.: Гостехиздат, 1947. 115 с.
15. Романовский В.И., Математическая статистика. М.; Л.: ОНТИ, 1938. 527 с.
16. Румшинский Л.3., Математическая обработка результатов эксперимента. М.;
Наука, 1971. 192 с.
17. Сквайре Дж., Практическая физика / Пер, с англ. М.: Мир, 1972. 247 с.
18. Тейлор Б., Паркер В., Лангренберг Д., Фундаментальные константы и квантовая электродинамика / Пер, с англ., под редю Б.А. Мамырииа. М.: Атомиадат, 1972. 327 с.
19. Уорсинг А., Геффнер Дж./ Пер. с англ. М.: ИЛ, 1949. 362 с.
20. Худсон Д., Статистика для физиков / Пер, с англ. Мл Мир, 1970. 296 с.
21. Шенк X., Теория инженерного эксперимента / Пер, с англ. М.: Мир, 1972,381с.
22. Эльясберг П.Е., Измерительная информация: сколько ее нужно? Как ее обрабатывать? М.: Наука, 1983. 208 с.
23. Яноши Л., Теория и практика обработки результатов измерений / Пер, с англ. М.: Мир, 1968. 462 с.
24. Метрология. Термины и обозначения. ГОСТ 16263-70. М.: Издательство стандартов, 1978. 53 с.
25. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормального распределения. ГОСТ 11.004-74. М.: Издательство стандартов, 1974, 29 с.
26. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров экспоненциального распределения и распределения Пуассона. ГОСТ 11.005-74. М.: Издательство стандартов, 1974. 29 с.
27. Таблицы физических величии / Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1006 с.
28. Статистические методы обработки эмпирических данных. Рекомендации. Разработаны ВНИИНМАШем. М.: Издательство стандартов, 1979. 232 с.
[1]) Это определение точности соответствует ГОСТу (см. табл. 1, позиция 18), но пока не всегда принято в научной литературе.
[2]) Далее погрешность измерения массы гири будем для простоты называть погрешностью гири.
[3]) Значения приведенных на рис.4. величин: Ныне принятые значения:
e = 1.6021892(46)×10–19 Кл; h = 6.626176(38)×10–34 Дж / Гц; тe =9.109534(47)×10–31 кг;
NA = 6.022045(30)×10–23 1/моль; a–1 = 137.03604(11).
[4]) Это – если не учитывать опозданий, которые, увы, бывают. Если иметь в виду опоздание, то время прибытия поезда следует считать случайной величиной.
[5]) Термины "благоприятное" и "неблагоприятное" события неудачны. Например, если мы вычисляем смертность от какой-либо причины, то случай смерти придется относить к числу "благоприятных" событий. Однако такая терминология прочно укрепилась в теории вероятностей, и мы будем ее придерживаться. памятуя эту оговорку.
[6]) В действительности для второго билета вероятность выиграть несколько больше указанной цифры, так как всего играющих билетов осталось меньше па один билет – первый, который нами учтен как невыигравший. По при большом числе лотерейных билетов – это деталь, на которую можно сейчас не обращать внимания.
[7] ) Честно признаться, я не понял, о чем сказано в подчеркнутом тксте. В. Г.
[8]) Не будем строго судить Зайделя за микрокалькулятор. Когда он писал эту книгу? Напомним, что вышла в свет она в 1985 году, компьютеров в нашей стране тогда не было, вот и пользовались микрокалькулятором. В. Г.
[9]) По правде говоря, я не знаю когда это «сейчас», где это «сейчас» и, что самое главное, кем это сейчас принято так записывать. В. Г.
[10]) Я совсем не уловил переход от индекса k к индексу i, если k – текущий индекс. Если же k индексом не является, а обозначает, например, максимальный номер цикла измерения, то еще куда ни шло. В. Г.