Какова связь точности измерений с ценой деления шкалы прибора?

Для понимания связи между точностью измерений и ценой деления шкалы прибора важно рассмотреть несколько основных понятий.

1. Цена деления шкалы — это минимальное изменение величины, которое можно измерить данным прибором. Эта величина равна разности между значениями, соответствующими двум соседним делениям шкалы. Например, если на линейке соседние деления соответствуют 1 мм, то цена деления линейки будет равна 1 мм.

2. Точность измерений — это степень приближения результата измерений к истинному значению измеряемой величины. Точность характеризуется как инструментальными погрешностями, связанными с прибором, так и погрешностями, возникающими при использовании прибора человеком.

3. Связь цены деления с точностью — измерительный прибор с меньшей ценой деления способен фиксировать более мелкие изменения измеряемой величины. Это означает, что прибор с меньшей ценой деления позволяет производить измерения с большей точностью. Например, линейка с ценой деления 1 мм позволяет измерять длины с большей точностью, чем линейка с ценой деления 5 мм.

4. Пределы возможности измерений — важно понимать, что выбор измерительного прибора с подходящей ценой деления зависит от задач измерения. Если цена деления прибора слишком велика (например, когда требуется измерить длину с точностью до миллиметров, а используется линейка с делениями через сантиметр), точность измерения будет низкой. С другой стороны, слишком малая цена деления (например, использование микрометра для измерения длины стола) может быть избыточной и неудобной.

5. Погрешности измерений — при использовании прибора с определённой ценой деления погрешность измерения обычно принимают равной половине цены деления. Это связано с тем, что при измерении величины человек визуально определяет положение показания внутри одного деления шкалы, и погрешность, вызванная этим, не превышает половины цены деления.

6. Пример практического применения — если у вас есть шкала с ценой деления 0,1 см, вы можете измерить длину объекта с точностью до ±0,05 см (то есть половины цены деления). Если же цена деления составляет 1 см, то точность измерений будет ±0,5 см, что в 10 раз хуже. Таким образом, приборы с меньшей ценой деления позволяют обеспечить более точные измерения.

Итак, цена деления шкалы приборов оказывает непосредственное влияние на точность измерений: чем меньше цена деления, тем выше точность измерений, если исключить влияние внешних факторов и ошибок, внесённых человеком. Однако важно учитывать, что избыточная точность может быть нежелательной в ситуациях, требующих быстроты или удобства измерений.