Các máy móc, thiết bị dùng điện đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống. Việc đo lường điện để kiểm soát các chỉ số như điện áp, cường độ điện,... sẽ giúp các thiết bị này vận hành ổn định và lâu dài. Vậy đo lường điện là gì? Có những thiết bị, dụng cụ đo lường điện nào? Cùng tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây. Show
Đo lường điện là gì?Đo lường là hành động dùng công cụ đo lường để đánh giá, định lượng một đại lượng nào đó. Hành động này sẽ có kết quả bằng số đo có đơn vị.
 Vậy đo lường điện là gì? Khái niệm đo lường điện là phương pháp dùng các dụng cụ như ôm kế, vôn kế, ampe kế,... để xác định các đại lượng vật lý của dòng điện. Mỗi một đại lượng sẽ có đơn vị đo lường điện riêng biệt. Như đo cường độ dòng điện bằng ampe kế, kết quả đo có đơn vị là ampe. Đo hiệu điện thế bằng vôn kế, kết quả đo có đơn vị là vôn. Vai trò của đo lường điệnĐo lường điện giữ vai trò lớn trong việc kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa các thiết bị điện và hệ thống điện. Cụ thể:
Thiết bị đo lường điện là gì?Để đo lường điện, người ta sử dụng thiết bị đo lường điện. Vậy thiết bị đo lường điện là gì?
Thiết bị đo lường điện là những dụng cụ có công dụng đo đạc các đặc tính của điện như: điện áp, cường độ, điện trở, hiệu điện thế,... Nhờ các thiết bị đo lường điện, chúng ta sẽ dễ dàng biết được các chỉ số quang trọng của hệ thống điện cũng như thiết bị điện. Từ đó nhanh chóng phát hiện những bất ổn của dòng điện và sửa chữa chúng kịp thời. Đây là các dụng cụ đo điện có tính ứng dụng cao. Sản phẩm được dùng nhiều trong thực tế, từ các cửa hàng sửa chữa điện tử đến các xưởng công nghiệp, cơ khí, các phòng thí nghiệm điện, điện tử,... Cấu tạo dụng cụ đo lường điệnThiết bị đo lường điện gồm những gì? Các thiết bị, các dụng cụ đo lường điện thường gồm hai bộ phận chính: cơ cấu đo và mạch đo. Cụ thể:
Ngoài ra, các dụng cụ đo lường điện còn có thêm các bộ phận phụ như: bộ phận cản dịu giúp kim đo nhanh chóng ổn định, kim chỉ thị, mặt số, lò xo phản tạo momen hãm,... Phân loại dụng cụ đo lường điệnSau khi biết thiết bị đo lường điện là gì, chúng ta cùng tìm hiểu xem dụng cụ đo lường điện gồm những loại nào? Dụng cụ đo lường điện có bao nhiêu loại? Thực tế, các thiết bị đo lường điện có nhiều loại khác nhau. Có thể phân biệt chúng theo hai cách sau:
Từ các nguyên lý hoạt động của máy, ta có thể chia những thiết bị đo lường điện thành các nhóm:
Phân loại dụng cụ đo điện theo chức năngTừ định nghĩa thiết bị đo lường là gì, ta có thể chia các dụng cụ đo lường điện theo chức năng và đơn vị đo.
Hiện nay, người ta thường dùng những thiết bị đo lường điện đa năng như: Ampe kìm, Đồng hồ vạn năng, Máy đo điện trở cách điện, Máy đo LCR, Máy đo an toàn điện,... Đây là những thiết bị giúp bạn đo điện nhanh chóng, tiện dụng, cho kết quả có độ chính xác cao. Xem thêm: Các loại thiết bị đo lường điệnĐể giúp bạn hiểu thêm về các loại thiết bị đo lường điện, bài viết sẽ cung cấp những thông tin quan trọng về các thiết bị đo lường điện phổ biến hiện nay như: ampe kìm, đồng hồ vạn năng, máy đo LCR,... Ampe kìmAmpe kìm là dụng cụ cầm tay chuyên dùng để đo và kiểm tra các hệ thống, thiết bị điện. Bạn chỉ cần kẹp kìm qua dây dẫn là có thể biết được các chỉ số dòng điện. Đây là máy đo đa năng, có thể đo dòng điện, tần số, điện số, điện áp,... với dải đo lớn. Kết quả đo nhanh chóng, có độ chính xác cao. Một số dòng ampe kìm còn có các chức năng thông minh khác như: đo nhiệt độ, kiểm tra dẫn điện, thông mạch,...
Bạn có thể tham khảo một số sản phẩm ampe kìm phổ biến hiện nay như: ampe kìm Kyoritsu 2200, Kyoritsu 2002PA , Kyoritsu 2003A,... Đồng hồ vạn năngĐồng hồ vạn năng là dụng cụ đo điện kết hợp nhiều chức năng. Máy có thể đo được điện áp (Volt), dòng điện (cường độ dòng điện - Ampe) và điện trở (Ohm). Các dòng máy cao cấp còn sở hữu các tính năng khác như: đo điện trở, tần số, tụ điện, kiểm tra diode, thông mạch,... Đồng hồ vạn năng giúp bạn đo các chỉ số về điện nhanh chóng, tiện lợi, cho kết quả chuẩn xác. Một số dòng đồng hồ vạn năng phổ biến hiện nay có thể kể đến như: Kyoritsu 1021R, Kyoritsu 1009, Kyoritsu 1109S... Máy đo điện trở cách điệnMáy đo điện trở cách điện cũng là một thiết bị đo điện phổ biến, Máy còn gọi là đồng hồ đo điện trở cách điện. Thực chất, máy là một Ôm kế đặc biệt. Sản phẩm dùng điện áp một chiều DC có giá trị cao để đo điện trở của vật liệu hoặc dùng để kiểm tra khả năng cách điện của vật liệu.
Nhờ vậy khi sử dụng thiết bị, người dùng sẽ xác định được khả năng rò rỉ dòng điện, giảm các nguy cơ xảy ra điện giật, chập, cháy,... Máy đo LCRĐây là thiết bị đo lường điện khá phổ biến hiện nay. Sản phẩm chuyên dụng để kiểm tra các thông số của linh kiện như: cuộn cảm (L), điện trở (R), cảm kháng (C). Ngoài ra, các dòng máy LCR cao cấp còn được tích hợp thêm các tính năng như: đo điện áp, đo tần số, đo đi-ốt, đo Z, Y,... Máy đo LCR chủ yếu được dùng trong các nhà máy, phòng thí nghiệm. Mục đích để kiểm tra và sửa chữa các linh kiện điện tử. Máy đo an toàn điệnMáy đo an toàn điện là các thiết bị chuyên dụng kiểm tra độ an toàn cho hệ thống điện. Các loại máy phổ biến như: máy kiểm tra cách điện, máy kiểm tra biến áp - động cơ điện, máy kiểm tra dòng rò, máy kiểm tra Hipot Tester,... Như vậy, bài viết đã giúp bạn hiểu về các thông tin về thiết bị đo lường điện là gì? Đồng thời giới thiệu các loại dụng cụ đo lường điện phổ biến nhất hiện nay. Nếu bạn có nhu cầu sử dụng các thiết bị đo lường điện chuyên dụng, vui lòng liên hệ Hotline: Hà Nội: 0902 148 147, Hồ Chí Minh: 0979 244 335 để được tư vấn hoặc truy cập website kyoritsuvietnam.net để đặt hàng và nhận nhiều ưu đãi!
CÔNG TY CỔ PHẦN HIỆU CHUẨNCAL-GROUP
Mr. Long Hotline: 0911 910 913 Mr. Hải Hotline: 0937 600 702
ĐO LƯỜNG VÀ DỤNG CỤ ĐO LƯỜNGĐịnh nghĩaĐo lường là một quá trình đánh giá định lượng một đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo. Hoặc có thể định nghĩa rằng đo lường là hành động cụ thể thực hiện bằng công cụ đo lường để tìm trị số của một đại lượng chưa biết biểu thị bằng đơn vị đo lường. Trong một số trường hợpđo lường như là quá trình so sánh đại lượng cần đo với đại lượng chuẩn và số ta nhận được gọi là kết quả đo lường hay đại lượng bị đo .Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo AX nó bằng tỷ số của đại lượng cần đo X và đơn vị đo Xo.=> AX = XX0 => X = AX . XoVí dụ : ta đo được U = 50 V ta có thể xem kết quả đó là U = 50 u50 - là kết quả đo lường của đại lượng bị đou - là lượng đơn vịMục đích đo lường là lượng chưa biết mà ta cần xác định.Đối tượng đo lường là lượng trực tiếp bị đo dùng để tính toán tìm lượng chưa biết .Tùy trường hợp mà mục đích đo lường và đối tượng đo lường có thể thống nhất lẫn nhau hoặc tách rời nhau.Ví dụ : S= ab mục đích là m2 còn đối tượng là m.1/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngPhân loạiThông thường người ta dựa theo cách nhận được kết quả đo lường để phân loại, do đó ta có 3 loại đó là đo trực tiếp, đo gián tiếp và đo tổng hợp và ngoài ra còn có 1 loại nữa là đo thống kê.Đo trực tiếp: Là ta đem lượng cần đo so sánh với lượng đơn vị bằng dụng cụ đo hay đồng hồ chia độ theo đơn vị đo. Mục đích đo lường và đối tượng đo lường thống nhất với nhau. Đo trực tiếp có thể rất đơn giản nhưng có khi cũng rất phức tạp, thông thường ít khi gặp phép đo hoàn toàn trực tiếp. Ta có thể chia đo lường trực tiếp thành nhiều loại như :Ví dụ : cân, đo điện ápVí dụ : Tìm giá trị điện trở chưa biết nhờ thay điện trở đó bằng một hộp điện trở và giữ nguyên dòng điện và điện áp trong mạch.Đo gián tiếp: Lượng cần đo được xác định bằng tính toán theo quan hệ hàm đã biết đối với các lượng bị đo trực tiếp có liên quan.Trong phép đo gián tiếp mục đích và đối tượng không thống nhất, lượng chưa biết và lượng bị đo không cùng loại. Loại này được dùng rất phổ biến vì trong rất nhiều trường hợp nếu dùng cách đo trực tiếp thì quá phức tạp. Đo gián tiếp thường mắc sai số và là tổng hợp của sai số trong phép đo trực tiếp.2/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngĐo tổng hợp:Là tiến hành đo nhiều lần ở các điều kiện khác nhau để xác định được một hệ phương trình biểu thị quan hệ giữa các đại lượng chưa biết và các đại lượng bị đo trực tiếp, từ đó tìm ra các lượng chưa biết.Ví dụ : Đã biết qui luật dãn nở dài do ảnh hưởng của nhiệt độ là :L = Lo ( 1 + αt + βt2 ). Vậy muốn tìm các hệ số α, β và chiều dài của vật ở nhiệt độ 0 0C là Lo thì ta có thể đo trực tiếp chiều dài ở nhiệt độ t là Lt, tiến hành đo 3 lần ở các nhiệt độ khác nhau ta có hệ 3 phương trình và từ đó ta xác định được các lượng chưa biết bằng tính toán.Đo thống kế : Để đảm bảo độ chính xác của phép đo nhiều khi người ta phải sử dụng phương pháp đo thống kế, tức là ta phải đo nhiều lần sau đó lấy giá trị trung bình.Cách đo này đặc biệt hữu hiệu khi tín hiệu đo là ngẫu nhiên hoặc khi kiểm tra độ chính xác của một dụng cụ đo.Dụng cụ đo lườngDụng cụ để tiến hành đo lường bao gồm rất nhiều loại khác nhau về cấu tạo, nguyên lý làm việc, công dụng ... Xét riêng về mặt thực hiện phép đo thì có thểchia dụng cụ đo lường thành 2 loại, đó là: vật đo và đồng hồ đo.Vật đo là biểu hiện cụ thể của đơn vị đo, ví dụ như quả cân, mét, điện trở tiêu chuẩn...Đồng hồ đo: Là những dụng cụ có thể đủ để tiến hành đo lường hoặc kèm với vật đo. Có nhiều loại đồng hồ đo khác nhau về cấu tạo, nguyên lý làm việc... nhưng xét về tác dụng của các bộ phận trong đồng hồ thì bất kỳ đồng hồ nào cũng gồm bởi 3 bộ phận là bộ phận nhạy cảm, bộ phận chỉ thị và bộ phận chuyển đổi trung gian.Các loại đồng hồ đo :3/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngPhân loại theo cách nhận được lượng bị đo từ đồng hồ thứ cấpVí dụ : cái cân, điện thế kế...Thước chia độ có thể 1 phía, 2 phía, chứa hoặc không chứa điểm 0.Loại này trên một băng có thể có nhiều chỉ số4/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngPhân loại theo các tham số cần đo:CÁC THAM SỐ CỦA ĐỒNG HỒTrong thực tế giá trị đo lường nhận được từng đồng hồ khác với giá trị thực của lượng bị đo. Giá trị thực không biết được và người ta thay giá trị thực này bằng giá trị thực nghiệm, giá trị này phụ thuộc phẩm chất đồng hồ đo hay nói cách khác là các tham số của đồng hồ. Chúng ta chỉ xét đến những tham số chủ yếu có liên quan dến độ chính xác của số đo do đồng hồ cho biết, đó là : Sai số và cấp chính xác, biến sai , độ nhạy và hạn không nhạy.Sai số và cấp chính xácTrên thực tế không thể có một đồng hồ đo lý tưởng cho số đo đúng trị số thật của tham số cần đo. Đó là do vì nguyên tắc đo lường và kết cấu của đồng hồ không thể tuyệt đối hoàn thiện.Gọi giá trị đo được là : AđCòn giá trị thực là : At- Sai số tuyệt đối : là độ sai lệch thực tế5/166/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngChú ý : Biến sai số chỉ của đồng hồ không được lớn hơn sai số cho phép của đồng hồ .Độ nhạyS = DXDAΔX : độ chuyển động của kim chỉ thị (m ; độ ...)ΔA : độ thay đổi của giá trị bị đo.Ví dụ : S = 32 = 1,5 mm/oCGiá trị của mỗi độ chia không được nhỏ hơn trị tuyệt đối của sai số cho phép của đồng hồ.Hạn không nhạyLà mức độ biến đổi nhỏ nhất của tham số cần đo để cái chỉ thị bắt đầu làm việc.Chỉ số của hạn không nhạy nhỏ hơn 1/2 sai số cơ bản.Kiểm định đồng hồXác định chất lượng làm việc của đồng hồ bằng cách so sánh với đồng hồ chuẩn để đánh giá mức độ làm việc.Nội dung: Xét sai số cho phép : sai số cơ bản, biến sai, độ nhạy và hạn không nhạy của đồng hồ.7/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngCác đồng hồ chuẩn cấp 1 có CCX < 0.1 thì kiểm định bằng phương pháp đặc biệt và dùng đồng hồ chuẩn gốc.Đồng hồ chuẩn cấp 2 (CCX 0.1; 0.2) thì dùng đồng hồ chuẩn cấp 1 để kiểm định.SAI SỐ ĐO LƯỜNGTrong khi tiến hành đo lường, trị số mà người xem, đo nhận được không bao giờ hoàn toàn đúng với trị số thật của tham số cần đo, sai lệch giữa hai trị số đó gọi là sai số đo lường. Dù tiến hành đo lường hết sức cẩn thận và dùng các công cụ đo lường cực kỳ tinhTrị số đo lường chỉ là trị số gần đúng của tham số cần đo, nó chỉ có thể biểu thị bởi một số có hạn chữ số đáng tin cậy tùy theo mức độ chính xác của việc đo lường. Không thể làm mất được sai số đo lường và cũng không nên tìm cách giảm nhỏ nó tới quá mức độ có thể cho phép thực hiện vì như vậy rất tốn kém. Do đó người ta thừa nhận tồn tại sai số đo lường và tìm cách hạn chế sai số đó trong một phạm vi cần thiết rồi dùng tính toán để đánh giá sai số mắc phải và đánh giá kết quả đo lường.Người làm công tác đo lường, thí nghiệm, cần phải đi sâu tìm hiểu các dạng sai số, nguyên nhân gây sai số để tìm cách khắc phục và biết cách làm mất ảnh hưởng của sai số đối với kết quả đo lường.Các loại sai sốTùy theo nguyên nhân gây sai số trong quá trình đo lường mà người ta chia sai số thành 3 loại sai số sau: - Sai số nhầm lẫn - Sai số hệ thống - và sai số ngẫu nhiên .1- Sai số nhầm lẫn: Trong quá trình đo lường, những sai số do người xem đo đọc sai, ghi chép sai, thao tác sai, tính sai, vô ý làm sai .... được gọi là sai sốnhầm lẫn. Sai số đó làmcho số đo được khác hẳn với các số đo khác, như vậy sai số nhầm lẫn thường có trị số rất lớn và hoàn toàn không có quy luật hơn nữa không biết nó có xuất hiện hay không, vì vậy nên rất khó định ra một tiêu chuẩn để tìm ra và loại bỏ những số đo có mắc sai số nhầm lẫn. Cách tốt nhất là tiến hành đo lường một cách cẩn thận để tránh mắc phải sai số nhầm lẫn. Trong thực tế cũng có khi người ta xem số đo có mắc sai số nhầm lẫn là số đo có sai số lớn hơn 3 lần sai số trung bình mắc phải khi đo nhiều lần tham số cần đo.2- Sai số hệ thống: Sai số hệ thống thường xuất hiện do cách sử dụng đồng hồ đo không hợp lý, do bản thân đồng hồ đo có khuyết điểm, hay điều kiện đo lường biến đổi không thích hợp và đặc biệt là khi không hiểu biết kỹ lưỡng tính chất của đối tượng đo lường... Trị số của sai số hệ thống thường cố định hoặc là biến đổi theo quy luật vì nói chung8/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngnhững nguyên nhân tạo nên nó cũng là những nguyên nhân cố định hoặc biến đổi theo quy luật. Vì vậy mà chúng ta có thể làm mất sai số hệ thống trong số đo bằng cách tìm các trị số bổ chính hoặc là sắp xếp đo lường một cách thích đáng.Nếu xếp theo nguyên nhân thì chúng ta có thể chia sai số hệ thống thành các loại sau :a- Sai số công cụ : là do thiếu sót của công cụ đo lường gây nên.Ví dụ : - Chia độ sai - Kim không nằm đúng vị trí ban đầu - tay đòn của cân không bằng nhau...b- Sai số do sử dụng đồng hồ không đúng quy định : Ví dụ : - Đặt đồng hồ ở nơi có ảnh hưởng của nhiệt độ, của từ trường, vị trí đồng hồ không đặt đúng quy định...c- Sai số do chủ quan của người xem đo. Ví dụ : Đọc số sớm hay muộn hơn thực tế, ngắm đọc vạch chia theo đường xiên...d- Sai số do phương pháp : Do chọn phương pháp đo chưa hợp lý, không nắm vững phương pháp đo ...Nếu xét về mặt trị số thì có thể chia sai số hệ thống thành 2 loại.e- Sai số hệ thống cố định :Sai số này có trị số và dấu không đổi trongsuốt quá trình đo lường. Ví dụ sai số do trọng lượng của quả cân...f- Sai số hệ thống biến đổi : Trị số của sai số biến đổi theo chu kỳ, tăng hoặc giảm theo quy luật (số mũ hay cấp số ...). Ví dụ : Điện áp của pin bị yếu dần trong quá trình đo lường, sai số khi đo độ dài bằng một thước đo có độ dài không đúng....Vậy để hạn chế sai số hệ thống thì đồng hồ phải được thiết kế và chế tạo thật tốt, người đo phải biết sử dụng thành thạo dụng cụ đo, phải biết lựa chọn phương pháp đo một cách hợp lý nhất và tìm mọi cách giữ cho điều kiện đo lường không thay đổi.3- Sai số ngẫu nhiên : Trong quá trình đo lường, những sai số mà không thể tránh khỏi gây bởi sự không chính xác tất yếu do các nhân tố hoàn toàn ngẫu nhiên được gọi là sai số ngẫu nhiên. Sự xuất hiện mỗi sai số ngẫu nhiên riêng biệt không có quy luật . Nguyên nhân gây sai số ngẫu nhiên là do những biến đổi rất nhỏ thuộc rất nhiều mặt không có liên quan với nhau xảy ra trong khi đo lường, mà ta không có cách nào tính trước được. Vì vậy chỉ có thể thừa nhận sự tồn tại của sai số ngẫu nhiên và tìm cách tính toán trị số của nó chứ không thể tìm kiếm và khử các nguyên nhân gây ra nó. Loại sai số này có tính tương đối và giữa chúng không có ranh giới.9/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngMỗi sai số ngẫu nhiên xuất hiện không theo quy luật không thể biết trước và không thể khống chế được, nhưng khi tiến hành đo lường rất nhiều lần thì tập hợp rất nhiều sai số ngẫu nhiên của các lần đo đó sẽ tuân theo quy luật thống kê.Tính sai số ngẫu nhiên trong phép đo trực tiếpa- Qui luật phân bố số đo và sai số ngẫu nhiên:Đo liên tục và trực tiếp một tham số cần đo ở điều kiện đo lường không đổi ta được một dãy số đo x1 , x2 ,....., xi,... , xn và giả thiết lúc đo rất cẩn thận (không có sai số nhầm lẫnvà sai số hệ thống). Gọi X là trị số thật của tham số cần đo. Ta không thể biết được một cách tuyệt đối đúng trị số của X vì trong bất kỳ số đo xi nào cũng có sai số ngẫu nhiên. Song có thể biết trị số gần đúng đến một chừng mực nào đó của X tùy theo chất lượng của việc đo lường. Dùng trị số gần đúng thay cho X thì sẽ mắc sai số, ta không biết được cụ thể sai số đó là bao nhiêu nhưng có thể biết được là trị số sai số chỉ trong một khoảng giới hạn nào đó với một đảm bảo nhất định nhờ cách tính toán sai số ngẫu nhiên.Trong phép đo trên, nếu ta càng đo nhiều lần hơn để được số lần đo n thật lớn thì ta thấy rằng (như hình vẽ)10/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngTheo đường cong phân bố các số đo ta thấy X là trị số tiêu biểu nhất trong dãy số đo xi vì các lần thu được các số đo có trị số bằng X là lớn nhất và xem X là trị số thực của tham số cần đo.Nếu gọi δi là sai số ngẫu nhiên của số đo xi thì ta có δi = xi - X.Gọi y là cơ hội xuất hiện sai số ngẫu nhiên có trị số là δ thì ta có đường cong phân bố của sai số ngẫu nhiên như hình vẽ (đường phân bố Gauss).δ2 y = σ√12π .e 2σ2Trong đó : e - là cơ số logaritδ - là sai số ngẫu nhiên√∑n (δ2)σ = i = 1 i - là sai số trung bình bình phương của sai sốnn - là số lần đoTừ rất nhiều thử nghiệm tương tự mang tính chất ngẫu nhiên người ta cũng được kết quả tương tự như trên, chúng hoàn toàn phù hợp với các tiên đề của lý thuyết xác suất dùng làm cơ sở lý luận để tính toán sai số ngẫu nhiên.11/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngVậy trong khi đo lường phép đo nào mà sai số không phù hợp với 2 tiên đề trên thì chắc chắn là sai số trong phép đo đó không chỉ hoàn toàn do nguyên nhân ngẫu nhiên gây ra mà còn chịu ảnh hưởng của sai số hệ thống và sai số nhầm lẫn.b- Sai số của dãy số đo:− δ2Với hàm phân bố chuẩn của sai số ngẫu nhiên y = σ√12π .e 2σ2Nếu σ càng nhỏ thì sai số nhỏ càng dễ xuất hiện, tức là độ chính xác của phép đo càng lớn. Vậy với số lần đo n rất lớn ( n -> ∞ ) thì√∑n (δ2)σ = i = 1 i (với δi = xi - X ) là sai số trung bình bình phương và đặc trưng cho độnchính xác của dãy số đo.Trong thực tế n là hữu hạn nên ta không thể tìm được X mà ta lấy giá trị trung bình toán của các số đo L = 1n ∑ni= 1 xi thay cho X và lúc này ta có sai số dư u= xi- L và ta tính gần đúng sai số trung bình bình phương của dãy số đo được là :√∑n (ν2)σ = i = 1 i (với n là hữu hạn) nó đặc trưng cho độ chính xác của dãy số đo.nNgoài sai số σ người ta còn dùng sai số ngẫu nhiên ρ, sai số trung bình toán θ và sai số giới hạn δlim những sai số đó đều thuộc loại sai số ngẫu nhiên của dãy số đo thu được. Định nghĩa của các sai số đó như sau:12/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngc- Sai số của kết quả đo lường:Theo trên từ L = 1n ∑ni= 1 xi => nL = ∑ni= 1 xi do đó ta có∑ni= 1 di= ∑ni= 1 (xi − X) = nL - nX => L - X = 1n ∑ni= 1 di . L là trị số dùng làm kết qủa đo lường nên cũng gọi λ = L - X là sai số ngẫu nhiên của kết quả đo lường. Vậy λ = 1n ∑ni= 1 δi vì các δi có trị số trái dấu nên ∑ni= 1 δicó thể rất nhỏ mặc dầu dãy số đo được không có độ chính xác cao. Muốn đánh giá được mức độ chính xác của dãy số đo được thì tiêu chuẩn đánh giá cần phải ảnh hưởng được mức độ lớn nhỏ của δi.Vì vậy người ta chọn tiêu chuẩn so sánh là S = √λ2 biến đổi và tính ra được S = √σn và gọi S là sai số trung bình bình phương của kết quả đo lường.Ngoài S để đánh giá độ chính xác của kết quả đo lường người ta còn có thể dùng một trong các loại sai số sau :Sai số ngẫu nhiên của kết quả đo lường . => X = L ± Rλlim= 3S - Sai số giới hạn của kết quả đo lường. => X = L ± λlimChú ý:Lúc này ta có thể viết X = L ± ( R ± rR) . Tương tự cũng với S và T.13/16Những khái niệm cơ bản về đo lường14/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngcòn các ai là các hằng số. Ta có sai số tương đối :xoy = √a21x201 + a22x202 + ...+a2mx20m.Ly = k. La11.La22....Lamm. x0i = xxii . Và ξy = Ly. ξoyMột số ví dụ:Ví dụ 1: Một hình vuông có cạnh là 5,00 ± 0,05m. Hãy tính sai số gây nên do các cạnh đối với diện tích hình vuông ?Giải: a- Gọi cạnh hình vuông là x thì diện tích hình vuông sẽ là y = x2Ta biết rằng ξoy = √a21.ξ2ox= √22(0,055,00 )2 = 0,02Ly = 5,00 x 5,00 = 25,0000 m2 → xy= 0,02 . 25 m2 = 0,5 m2 Vậy trị số đúng của y là y = 25 ± 0,5 m2 .b- Ta cũng có thể tính sai số tuyệt đối trước rồi tìm sai số tương đối∂ 2 ∂vì y = x2 nên theo định nghĩa ξy = √( ∂xy ) ξ2x => ξy = ∂xy ξx = 2x.ξxTa cũng được : ξoy = 0,525 = 0,02 = 2%Ví dụ 2: Từ kết quả đo trực tiếp dòng điện I = 7,130 ± 0,018 Ampe , U = 218,7 ± 0,4 volt , t = 800,0 ± 0,6 sec . Nếu xác định điện năng A bằng phương pháp gián tiếp thì trị số của A là bao nhiêu ?Giải: Ta biết rằng A = U I t . Với kết quả đo gián tiếp trên ta tính được kết quả đo gián tiếp A là :LA = 7,13 x 218,7 x 800 = 12474,65 jun. Sai số tương đối của kết quả đo gián tiếp là :xoA = √(0,0187,13 )2 + (218,70,4 )2 + (8000,6 )2 = 0,0032.15/16Những khái niệm cơ bản về đo lườngSai số tuyệt đối của kết quả đo là :xA = x0A. LA = 0,0032 x 12474,65 = 39,9 junVậy A = 12470,00 ± 39,9 jun.Chú ý: Về mặt đo lường ta cần phân biệt rõ sự khác nhau của các biểu thức toán có giá trị như nhau về mặt toán nhưng viết khác nhau. Xét 2 ví dụ :1- Với y = x.x.x , biến x được cho 3 lần riêng rẽ như nhau khi tìm thể tích khối lập phương có cạnh là x. Ta cũng có thể viết y = x3, trường hợp này có nghĩa là chỉ đo 1 cạnh x và dùng phép đo gián tiếp để xác định y. Sai số của y trong 2 trường hợp trên rõ ràng là không giống nhau.cụ thể : y = x.x.x vậy ξoy = √3ξoxcòn y = x3 vậy ξoy = 3 ξox2- Với y = 2x và y = x + x có sai số là ξy = 2 ξx và ξy = √2ξxTa thấy rằng khi đo riêng lẻ thì sai số nhỏ hơn. Sở dĩ như vậy là vì khi đo riêng lẻ các sai số ngẫu nhiên của chúng bù trừ cho nhau. |
