Полная форма записи результата является предпочтительной, так как не допускает различных толкований.

5.2.1 Приближенные вычисления

При измерениях мы можем получить точное число или, что случается гораздо чаще, результат измерения представляет собой приближенное число, точность которого зависит от погрешности измерений.

Приближенное число, полученное в результате измерений можно записать в виде (рисунок 5.5):

Рисунок 5.5 – Запись приближенного числа

Цифра предельного числа называется верной, если его предельная погрешность не превышает половины единицы того разряда, в котором эта цифра стоит.

Цифра, стоящая за последней верной, определена не точно. Погрешность ее определения сравнима с величиной этого разряда приближенного числа, поэтому она называется сомнительной.

Цифры, стоящие после сомнительной, называют неверными, так как если уже сомнительная цифра определена неточно, то все последующие цифры более младших разрядов определить тем более невозможно. Поэтому неверные цифры не несут полезной информации и их стоит отбросить.

Правило записи приближенных чисел (Крылова-Брадиса):

Всякое приближенное число, полученное в результате счета, измерения или вычисления, нужно писать так, чтобы все его цифры были верными и лишь последняя была сомнительной не больше чем на единицу средней квадратической погрешности этого разряда.

Например, точность чисел 2,4 и 2,40 различна. Запись 2,4 означает, что верны только цифры целых и десятых; истинное значение числа может быть, например, 2,43 и 2,38. Запись 2,40 означает, что верны и сотые доли числа; истинное число может быть 2,403 и 2,398, но не 2,421 и не 2,382.

Основные правила действия с приближенными числами.

1. Если первая из отброшенных цифр 4 или меньше, то последняя оставшаяся цифра сохраняется без изменения; если первая из отброшенных цифр 5 или больше, то последняя оставшаяся цифра увеличивается на единицу.

2. Исключением из этого правила является случай, когда отбрасывается только пятерка или же пятерка с нулями. Здесь принято сохранять последнюю оставшуюся цифру без изменения, если она четная, и увеличивать ее на единицу до четной, если она была нечетная.

3. Если округляется целое число, то все отброшенные цифры при округлении заменяются на 10ⁿ.

Например:

123 427 округляя до тысяч мы должны написать: 123 · 10³. записывать 123 000 не рекомендуется, так как дано число будет восприниматься как 123 000 = 123 000 ± 0,5, тогда как на самом деле мы получили приближенное число 123·10³ = 123 000 ± 500.

Округляя число 1,999 8 до тысячных, мы должны писать 1,999 8 ≈ 2, 000. Тогда результат будет восприниматься правильно: 2, 000 ± 0,0005.

Правила приближенных вычислений

1. При сложении и вычитании приближённых чисел в результате следует сохранять столько десятичных знаков, сколько их в приближённом данном с наименьшим числом десятичных знаков.

123,742 + 1,7 → 123,7 + 1,7 = 125,4. (5.27)

Если вычитаются два близких числа, то возможна потеря точности:

5,724 – 5,720 = 0,004, (5.28)

Рекомендуется увеличить точность измерения.

2. При умножении и делении в результате следует сохранять столько значащих цифр, сколько их имеет приближённое данное с наименьшим числом значащих цифр. Столько же значащих цифр имеет и результат

7,00614 · 2,1 = 7,0 · 2,1 = 14,7. (5.29)

3. При возведении в квадрат или куб в результате следует сохранять столько значащих цифр, сколько их имеет возводимое в степень приближённое число (последняя цифра квадрата и особенно куба при этом менее надежна, чем последняя цифра основания).

0,68² = 0,4624 ≈ 0,46. (5.30)

4. При извлечении квадратного и кубического корней в результате следует брать столько значащих цифр, сколько их имеет приближённое значение подкоренного числа (последняя цифра квадратного и особенно кубического корня при этом более надёжна, чем последняя цифра подкоренного числа).

. (5.31)

5. Правило запасной цифры: при проведении промежуточных вычислений рекомендуется сохранять максимальное числозначащих цифр для всех промежуточных результатов и одну запасную цифру. Округляется только конечный результат в соответствии с оцененной предельной абсолютной погрешностью.

Вопросы

1. Измерения. Определение, классификация измерений.

2. Погрешность измерения. Виды погрешностей. Основные источники ошибок

3. Случайные погрешности и их распределение

4. Доверительный интервал и доверительная вероятность

5. Правила нахождения доверительного интервала

6. Представление численных результатов измерений. Приближенные вычисления

Литература

1 Недорезков Е.К. Методы обработки результатов измерения физических величин: Конспект лекций.- Горно-Алтайск: ГАГУ, 2011.-2008 с.

2 Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: Конспект лекций. Н.А. Спирин, В.В. Лавров. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004 – 257 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Кодекс этики ученых и инженеров под редакцией Российского Союза научных и инженерных общественных организаций

Настоящий Кодекс этики ученых и инженеров Российского Союза НИО определяет основные моральные принципы творческой деятельности и взаимоотношений членов общественных объединений, входящих в Российский Союз НИО. Эти принципы выработаны социальной и научно-технической практикой развивающегося общества, отражают нравственные ценности, накопленный опыт входящих в Российский Союз НИО общественных объединений, образованных как по профессиональным творческим интересам, так и по региональному признаку, опираются на славную историю и традиции Русского технического общества, созданного в ноябре 1866 года.

Использование этого нравственного потенциала в деле формирования духовно богатой и высокопрофессиональной личности российского ученого, инженера, изобретателя должно стать основой его активной гражданской позиции, утверждению истинной ценности научного и инженерного труда, умножению авторитета Российских научных и инженерных школ.

1. Базовые принципы профессиональной этики Российских ученых и инженеров исходят из того, что свободный, творческий труд на благо человека, стремление к новаторству – дело чести и профессионального достоинства членов общественных объединений Российского Союза НИО, главный мотив научной и инженерной деятельности.

Уважая достижения прежних поколений, профессиональный инженер, ученый нацелен на их совершенствование и поиск принципиально новых решений, открывает или создает новое, способствует его утверждению, распространению. Открытия, изобретения, рационализация, создание принципиально новой техники и технологии, внедрение инноваций в жизнь общества для блага человека – основа его творческой деятельности.

2. Основными нравственными принципами творческой личности должны стать:

- постоянный поиск достоверных фактов, даже если он сопряжен с какими-либо трудностями, для установления и защиты истины как основной цели познания;

- уважение к созидательному труду своих коллег;

- критическая оценка собственных результатов и достижений, противодействие любым попыткам присвоения результатов труда других исследователей, специалистов;

- отсутствие стяжательства и интеллектуальная честность;

- способность рассматривать проблему или ситуацию в перспективе и с учетом всех ее социальных, экологических и иных последствий для общества;

- умение выделить гражданские и этические аспекты проблем, связанных с поиском новых знаний, инженерных решений, которые на первый взгляд представляются исключительно техническими;

- готовность к творческому общению с представителями смежных профессий;

- стремление свести до минимума связанные с применением техники отрицательные воздействия на человека, общество и окружающую среду;

- отрицание консерватизма и застоя в творческой деятельности;

- повышение престижа Российского ученого и инженера.

3. В целях возрождения и развития лучших традиций российской научно-технической общественности члены общественных творческих объединений РосСНИО считают необходимым соблюдать и развивать такие нравственные ценности как:

- коллективизм и товарищество в организации научного и инженерного труда, развитие профессионального и общечеловеческого общения, обеспечение свободы научно-технической информации, регулярный обмен идеями, опытом, взаимное консультирование, поиск и поддержка молодых талантливых специалистов, содействие их адаптации в науке и на производстве, интерес к новейшим достижениям научно-технического прогресса;

- патриотизм, стремление постоянно заботиться о благе Отечества, содействие его техническому развитию, выведение своего региона (республики, края, области) и всей страны на передовые рубежи научной и инженерной мысли и практики, создание благоприятных творческих условий, препятствующих эмиграции талантливых ученых и специалистов за рубеж;

- развитие на взаимовыгодной основе научно-технического сотрудничества с зарубежными коллегами, активное изучение и применение зарубежного опыта, открытий, технологий и новейших разработок;

- гуманность как одно из проявлений профессиональной деятельности, выраженное в создании условий, необходимых для творчества, эргономичности технических решений, заботе о безопасности и росте технической вооруженности труда, технологичности новых устройств и процессов, расширении удельного веса автоматизированных рабочих мест, необходимых для высокопроизводительного труда;

- эффективность научно-технической деятельности, преодоление затратной экономики, целевая направленность при решении научно-технических задач, способствующих снижению себестоимости продукции, энерго- и ресурсосбережению, росту производительности труда;

- добросовестность, которая заключается прежде всего в исключении небрежного труда. Точность фактов в науке, логичность мышления, строгость выводов, следующих из установленных посылок в научном и инженерном труде, правильность расчетов и соблюдение принятых стандартов. При выявлении несоответствия установленных правил реальности, новым фактам, новым условиям, стремление добиваться официального, законного изменения устаревших норм деятельности;

- настойчивость в доведении новых научных идей, инженерных решений до их реализации, в поиске истины, в разрешении сложных проблем, борьба с волокитой в инновационном процессе;

- объективность, непредвзятость в анализе и оценке ситуации, научных теорий, проектов, решений, поиск объективных критериев оценок, борьба против необъективных оценок, субъективизма в решениях; участие в дискуссиях не для утверждения своих амбиций, а для отыскания истины, лучших технических решений, разрешения возникших проблем; уважение к оппоненту, умение выслушать и понять его, не извращая противоположную позицию;

- стремление к повышению квалификации, обогащению знаний, приобретению профессиональных навыков и умения, овладению современной компьютерной культурой, как необходимому условию освоения новейших методов познания, проектирования, разработки экономически грамотных, научно обоснованных технических решений, организации труда и управления, к повышению общей культуры поведения и общения

- сочетание научности и практичности, использование всех возможностей для перевода новейших достижений фундаментальных и прикладных наук на язык технической мысли;

- активное просветительство, борьба с невежеством, некомпетентностью, технофобией, повышение технической культуры трудящихся;

- организованность и дисциплинированность в поступках и мышлении;

- ответственность за выполнение взятых обязательств, реализацию своих идей и последствия своей деятельности, открытое признание ошибок;

- отстаивание интересов научной и инженерной интеллигенции, выполнение решений съездов и конференций их профессиональных творческих общественных объединений, стремление улучшать деятельность отраслевых, региональных и Российского союзов НИО.

- любая идея, всякое творческое предположение, даже самая высокопрофессиональная научно-техническая деятельность, не отвечающая жизненным потребностям личности и интересам общества, является аморальной, заслуживающей безусловного и повсеместного осуждения и предусмотренной ответственности в соответствии с законами Российской Федерации, моральными нормами общества;

- нетворческий труд там, где возможно творчество — безнравственен.