GG Nikiforov (IOSO RAO), Moscova
1. Problema
În ciuda zeci de cărți și un număr mare de studii disertaționale, succesul considerabil în mastering capacitatea studenților de a evalua erorile de măsurare nu a fost respectat. Motivul pentru aceasta, printre altele, este complexitatea obiectivă a materialului, precum și lipsa de coordonare între fizică și matematică. De asemenea, trebuie subliniat că absența unei organizări adecvate a activităților educaționale ale studenților. Conform ideilor moderne [VV Davydov], elevul ar trebui să primească cunoștințe ca produs al lucrării sale cu materialul studiat. În legătură cu problema în discuție, aceasta înseamnă că ideea erorilor și metodele de evaluare a acestora ar trebui să decurgă din munca experimentală a studenților înșiși.
2. Erorile instrumentului de măsurare
Instrumentele de măsurare școlară au normalizat complet erorile de bază. Inclus în noua „Lista echipamentelor“, aceste active sunt împărțite în instrumente pentru indicator (ampermetre, voltmetre, dinamometre, etc.), dispozitive digitale (multimetre demonstrative și contra de laborator, un cronometru, și altele.), Se măsoară Mnogopredelnye (riglă, măsurare bandă, de măsurare cilindru), un set de măsuri (un set de produse prin mecanică și un set de greutăți, un set de rezistențe).
Câteva altele în afara acestei nomenclaturi sunt scările pentru lucrul frontal și atelierul. Cântăriile din punctul de vedere al principiului acțiunii pot fi atribuite indicatorilor zero, în care măsurarea se reduce la o comparație directă a greutății corpului cântărită cu masa greutăților.
Informațiile privind erorile de bază (instrumentale, instrumentale) din instrumentele de laborator școlare sunt prezentate în tabelul nr. 1 și 2. Erorile multimetrului digital (pentru exemplul lui M3900) sunt enumerate mai jos. Să explicăm sensul metrologic al informațiilor furnizate.
particularitatea erorilor măsurilor multidimensionale (punctele 1-9, tabelul 1) este că ele cresc liniar de-a lungul scalei. De aceea este indicată valoarea erorilor în valorile nominale (adică întreaga lungime) sau valoarea pe 100 mm a scării. Atragem atenția asupra faptului că erorile sculelor din lemn sunt mai mici decât cele ale sculelor din plastic. Toate instrumentele marcate cu semnul GOST au erori mai mici decât erorile instrumentelor care nu au aceste semne.
Care este sensul metrologic al erorii măsurii? Acesta arată intervalul în care, cu o probabilitate apropiată de 100%, există o valoare adevărată necunoscută a măsurii. De exemplu, fiecare marfă dintr-un set de încărcături are o valoare nominală a masei de 100 g, o eroare de măsurare ± 2 g. În consecință, valoarea reală a încărcăturii este în intervalul (100-2) g Dacă valoarea rezistor nominală este de 4,0 ohmi 0,12 ohmi eroare, prin urmare, valoarea reală a rezistenței cuprinsă în intervalul (4,00 - 0,12) ohmi R J J (4,00 + 0,12) ohmi. Erori ale instrumentelor electrice de măsurare a săgeților sunt cel mai adesea specificate de o valoare specială, numită clasă de precizie și notată cu simbolul g. Clasa de exactitate g indică valoarea erorii permise ca procent din limita de măsurare (sau suma limitelor pentru instrumentele al căror zero este în interiorul scalei). De exemplu, dacă clasa de precizie a ampermetrului (tabelul 2) este g = 2,5, atunci eroarea de bază este Dacă milliametrul este zero în mijlocul scalei, eroarea sa de bază este Care este semnificația erorii de bază a comutatoarelor? Acesta arată intervalul în care, cu o probabilitate de 100%, se află adevărata valoare a valorii măsurate, dacă săgeata dispozitivului coincide cu bara scării. De exemplu, lăsați săgeata ampermetrului să coincidă cu un accident vascular cerebral de 1,6 A. Prin urmare, valoarea reală a puterii actuale este în intervalul (1,60 - 0,05) A Ј I Ј (1,60 + 0,05) A. Eroarea de bază a soldului constă în eroarea greutăților și a sensibilității. De exemplu, în cazul în care scara este cântărită asupra greutăților corporale și a două valori nominale de 100 g și 50 g, suma ponderilor greutățile de eroare erori (40 + 30) mg și sensibilitatea echilibru care este determinat din graficul prezentat în Sec. Tabelul 5. 2. Eroarea multimetrului este indicată de două numere. De exemplu, pentru gama de 700 V, se înregistrează "± 1,2% ± 3". Această intrare înseamnă că eroarea contorului în intervalul de la 200 V la 700 V este egală cu suma LSB unității citește să U. citirea este egală cu U = 237 V. Prin urmare, eroarea de măsurare este egală cu Valoarea reală a tensiunii este în intervalul (237 - 6) V
Ideea erorilor instrumentelor de măsurare poate fi formată în trei etape deja la începutul studiului fizicii, de exemplu, în clasa a 7-a. Prima etapă. Verificați rigla de casă folosind oțel. Ca linie de casă, o bandă de hârtie este folosită din notebook în cușcă. Prin atașarea oțelului la acest "conducător", elevii sunt convinși că eroarea "conducătorului" lor crește și până la capătul său ajunge la aproximativ 1 mm la o lungime de 10 mm. A doua etapă. Verificarea mărfurilor de către mecanici. Modele de măsurare a modelului - scale, verificabile - un set de sarcini. Informăm studenților că în această lucrare balanța acționează ca un instrument exemplar, iar eroarea acestuia poate fi neglijată. Vom explica profesorul. Lăsați greutatea să fie echilibrată cu greutăți cu valori nominale de 100 g și 2 g. Eroarea totală a acestora este de 46 mg. Aceeași este sensibilitatea. Eroarea totală este egală cu 100 mg = 0,1 g. Eroarea bunurilor în mecanică (2 g) este de 20 de ori mai mare. Scopul studiului a fost de a determina valorile reale ale masei tuturor încărcăturilor și de a determina dacă între ele există și cele cu o masă mai mare de 102,00 g sau mai mică de 98,00 g. Experiența arată că lucrarea prezintă interes pentru studenți, mai ales atunci când sunt instruiți să elaboreze etichete speciale care indică greutatea mărfurilor și numele "metrologului". Sau dacă mărfurile sunt detectate, a căror masă depășește (98 g, 102 g). Acestea trebuie să fie excluse din utilizare. A treia etapă. Verificarea dinamometrului. Modul de măsurare al modelului este un set de greutăți, un dispozitiv verificat este un dinamometru. La cârligul dinamometrului se suspendă o cutie foarte ușoară, care este încărcată cu greutăți din set astfel încât indicatorul dinamometrului să coincidă cu cursele 0; 0,1 N; 0,2 N; 0,3 N, etc. Creați un program de verificare. Pe partea din spate a mărcii pastă dinamometru „Metrologie“, cu semnătura sa personală, care să ateste că dinamometru a fost calibrat, eroarea nu depășește 0,05 N.
3. Familiarizarea elevilor cu eroarea instrumentului de măsurare
Tabelul 1. Caracteristicile măsurilor
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: