Типи похибок

За типом причини похибки поділяють на три види: систематичні, випадкові та грубі.

Систематичними називають складові похибки вимірювань, які мають одну й ту саму величину і знак у всіх дослідах, що виконуються за однаковою методикою з використанням одних і тих самих вимірювальних приладів. До систематичних похибок відносять похибки, пов’язані з неправильною вагою гир, із неточною розбивкою вимірювальної шкали, неточністю приладів і т. д. Ці похибки у деяких випадках можна усунути введенням відповідних поправок. В інших випадках для їх зменшення необхідно вдосконалити або прилад, або методику експерименту.

До систематичних відносять інструментальні похибки – складові похибки вимірювань, які викликані недосконалістю засобів вимірювання (приладу). Інформацію про інструментальну похибку, як правило, наводять у паспорті приладу.

Джерелами систематичних похибок можуть бути метод вимірювання, прилади вимірювання та неправильні дії експериментатора. Систематичні похибки є найнебезпечнішими, тому що інколи експериментатор не знає про їх існування.

Дослід показує, що багаторазові вимірювання однієї й тієї самої величини, виконані найретельніше, дають різні числові значення навіть після врахування всіх відомих систематичних похибок. У цьому разі говорять, що мають місце випадкові похибки.

Випадковими називають складові похибок вимірювань, які випадково змінюють свою величину та знак при повторних вимірюваннях. Ці похибки спричиняються інколи природою об’єкта дослідження, інколи методикою проведення експерименту. У досліді, коли людина за допомогою секундоміра вимірює час падіння тіла, похибка обумовлена часом реакції людини на момент початку руху та на момент падіння тіла. Тому в різних дослідах результат буде різним через випадкову похибку.

При великій кількості вимірювань випадкові похибки з однаковою ймовірністю викликають відхилення вимірюваної величини від справжнього значення в обидва боки. Виключити випадкові похибки окремих вимірювань неможливо. Проте математична теорія випадкових явищ подає рекомендації про те, як зменшити вплив випадкових похибок на результат вимірювань. Для цього необхідно проводити багаторазові вимірювання. Чим менше значення випадкової похибки ми хочемо отримати, тим більшу кількість вимірювань потрібно виконати.

Груба похибка (або промах) – це похибка, що істотно перевищує похибку, очікувану за даних умов вимірювань.

Промахи обумовлені недбалістю під час проведення експерименту. Вони спричиняються неправильним відліком за шкалою вимірювального приладу, неправильним записом окремого результату, неправильним застосуванням приладу або його несправністю під час одного зі спостережень, короткочасною різкою зміною умов спостереження тощо. Вимірювання з промахами повинні відкидатись, їх не враховують у розрахунках.