21. Понятие отсчёта и принцип арифметического среднего. Основной постулат метрологии: отсчет является случайным числом

Данный постулат выведен на основании громадного опыта практических измерений.

В качестве истинного значения при многократных измерениях выступает среднее арифметическое значение :

(4.1)

Принцип арифметического среднего:

• Арифметическое среднее из ряда результатов измерений физической величины одинакового достоинства есть наиболее вероятное значение измеряемой физической величины.

• При неограниченном увеличении числа измерений арифметическое среднее стремится к истинному значению измеряемой величины (в отсутствии систематических погрешностей).

Величина х, полученная в одной серии измерений, является случайным приближением к х_ист. Для оценки ее возможных отклонений от х_ист определяют опытное среднее квадратичное отклонение (СКО) окончательного результата измерений:

Для оценки рассеяния отдельных результатов х_i измерения относительно среднего х определяют СКО:

при n 20

и при n  20, (4.3):

Примечание. Применение формул (4.3) правомерно при условии постоянства измеряемой величины в процессе измерения. Если при измерении величина изменяется, как при измерении температуры остывающего металла или измерении потенциала проводника через равные отрезки длины, то в формулах (2.3) в качестве х следует брать какую-то постоянную величину, например, начало отсчета.

Формулы (4.2) и (4.3) соответствуют центральной предельной теореме теории вероятностей, согласно которой (4.4) среднее арифметическое из ряда измерений всегда имеет меньшую погрешность, чем погрешность каждого определенного измерения. Это отражает и формула (4.4), определяющая фундаментальный закон теории погрешностей. Из него следует, что если необходимо повысить точность результата в 2 раза, то число измерений нужно увеличить в 4 раза; если требуется увеличить точность в 3 раза, то число измерений увеличивают в 9 раз и т. д.