Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes målingens nøjagtighed

Videnskab er i vid udstrækning baseret på kvantificerbare data. Indsamling af nyttige data er igen afhængig af målinger af en slags, hvor masse, areal, volumen, hastighed og tid er nogle få af disse kritisk vigtige metrics.

Det er klart, nøjagtighed, som beskriver, hvor tæt en målværdi nærmer sig dens sand værdi, er afgørende for alle videnskabelige bestræbelser. Dette gælder ikke kun for de mest oplagte øjeblikkelige grunde, som f.eks. At kende temperaturen udenfor for at kunne klæde sig ordentligt, men fordi de unøjagtige målinger i dag fører til akkumulering af dårlige data på lang sigt. Hvis de vejrdata, du samler i øjeblikket, er forkerte, vil de klimaoplysninger, du fortæller om 2018 i fremtiden også være forkerte.

For at bestemme nøjagtigheden af ​​en måling er det normalt nødvendigt at kende den sande værdi i arten af ​​denne måling. For eksempel bør en "fair" mønt vendt et meget stort antal gange komme op på hovedet 50 procent af tiden og svigte 50 procent af tiden baseret på sandsynlighedsteori. Alternativt er den mere reproducerbare måling (dvs. jo større dens præcision
), jo mere sandsynligt er værdien at være tæt på den reelle værdi i naturen. Hvis skøn over en persons højde baseret på vidnesbyrd om 50 øjenvidner falder alle mellem 5'8 "og 6'0", kan man med mere sikkerhed konkludere, at personens højde er tæt på 5'10 ", end du kunne, hvis estimaterne varierede mellem 5'2 "og 6'6", på trods af at sidstnævnte giver samme 5'10 "gennemsnitsværdi.

For at bestemme nøjagtigheden af ​​målingerne eksperimentelt, skal du bestemme deres afvigelse
.

Indsamle så mange målinger af den ting, du måler som muligt

Ring til dette nummer N. Hvis du estimerer temperaturen ved hjælp af forskellige termometre med ukendt nøjagtighed, skal du bruge så mange forskellige termometre som mulig.

Find gennemsnitsværdien af ​​dine målinger

Tilsæt målene og del dem med N. Hvis du har fem termometre, og målingerne i Fahrenheit er 60 °, 66 °, 61 °, 68 ° og 65 °, er gennemsnittet (60 + 66 + 61 + 68 + 65) ÷ 5 = (320 ÷ 5) = 64 °.

Find forskelens absolutte værdi af hver enkelt måling fra den gennemsnitlige

Dette giver afvigelsen for hver måling. Grunden til at en absolut værdi er nødvendig er, at nogle målinger vil være mindre end den sande værdi, og nogle vil være større; simpelthen at tilføje de rå værdier, vil summen være nul og ikke angive noget om måleprocessen.

Find gennemsnittet af alle afvigelserne ved at tilføje dem op og opdele af N

Den resulterende statistik giver en indirekte måling af nøjagtigheden af ​​din måling. Jo mindre en brøkdel af målingen, som afvigelsen repræsenterer, desto mere sandsynlig er din måling at være præcis, selvom det er nødvendigt at kende den sande værdi for at være helt sikker på dette. Således sammenligner resultatet om muligt resultatet med en referenceværdi, som i dette tilfælde officielle temperaturdata fra National Weather Service.