background image

Ocena dokładności pomiarów. Ocena dokładności wielkości 

obliczanych. 

 

Podział błędów: 

1.  Błędy absolutne  l

∆  przypadające na całą mierzoną wielkość. 

2.  Błędy względne 

l

l

 wyrażają stosunek błędu absolutnego do wielkości mierzonej, a 

więc  są  to  błędy  przypadające  na  jednostkę  wielkości  mierzonej.  Błędy  względne 
służą  do  oceny  dokładności  pomierzonych  wielkości.  Przedstawiamy  je  zazwyczaj 

w postaci ułamka 

c

1

 lub w procentach. 

 
Błędy  pomiarów  ponadto  możemy  podzielić  na  trzy  grupy:  grube,  czyli  omyłki, 

systematyczne i przypadkowe. 

Błędy  grube  są  spowodowane  zazwyczaj  omyłkami  popełnionymi  przy  wykonywaniu 

obserwacji lub błędnymi zapisami. Na przykład przy pomiarze długości taśmą przez nieuwagę 
policzono o jedno odłożenie taśmy za  mało lub za dużo, przy pomiarze kąta zamiast odczytu 
46g  odczytano  64g  itp.  Błędy  grube  powinny  zostać  ujawnione  podczas  opracowywania 
wyników pomiarów. W większości wypadków są one wykrywane przy powtórzeniu pomiarów. 
Pomiary obarczone błędami grubymi nie mogą być wykorzystywane do dalszych opracowań. 

Do błędów grubych zaliczamy nie tylko duże błędy w pomiarze, ale również zdarzające się 

pomyłki  przy  wykonywaniu  obliczeń.  W  trakcie  wykonywania  obliczeń  istnieje  możliwość 
kontroli i sprawdzania poprawności wykonywanych prac. W wypadku wykrycia błędu grubego 
najpierw  powtarzamy  obliczenia,  a  jeżeli  stwierdzimy,  że  zostały  wykonane  prawidłowo, 
powtarzamy  pomiary  w  terenie.  Istnieją  pewne  możliwości  określenia,  która  z  wielkości 
mierzonych  jest  obarczona  błędem  grubym.  Sprawdzenie  należy  wówczas  rozpocząć  od 
powtórnego pomiaru tej wielkości. 

Błędy  systematyczne  zniekształcają  wyniki  pomiarów  według  określonego  prawa. 

Znajomość  tego  prawa  umożliwia  wyeliminowanie  błędów  systematycznych.  Do  błędów 
systematycznych  należy  np.  wpływ  temperatury  na  pomiar  długości  przy  użyciu  taśmy 
stalowej.  W  wyższej  temperaturze  taśma  wydłuża  się  i  przy  pomiarze  odcinka  otrzymamy 
mniejszą  wartość,  niż  gdy  mierzymy  taśmą  o  prawidłowej  długości.  Wpływ  temperatury  na 
długość taśmy możemy obliczyć i jako poprawkę uwzględnić przy obliczaniu długości całego 
odcinka.  A  więc  jesteśmy  w  stanie  uwolnić  się  od  wpływu  błędu  systematycznego, 
wywołanego zmianą temperatury taśmy w trakcie wykonywania pomiarów. 

Eliminowanie  błędów  systematycznych  z  pomiarów  dokonuje  się  czasami  przez 

odpowiednie zaprogramowanie pomiaru. Na przykład eliminowanie błędów systematycznych z 
pomiarów  kątów  poziomych,  wynikłych  z  niedopełnienia  warunków  konstrukcyjnych 
teodolitu, tzw. kolimacji i inklinacji, odbywa się przez wykonanie podwójnych pomiarów. Przy 
czym drugi pomiar wykonuje się po tzw. przerzuceniu lunety przez zenit. 

Źródłem  błędów  systematycznych  może  być  obserwator,  jeżeli  wykonuje  odczyty  zawsze 

nieco  większe  lub  nieco  mniejsze  od  prawdziwych.  Może  to  być  spowodowane 
właściwościami  jego  wzroku.  Systematyczny  błąd  obserwatora  nazywany  bywa  błędem 
osobowym. Błąd ten powinien być określony i usuwany z obserwacji pomiarowych. 

Błędy  systematyczne  mogą  być  stałe  lub  zmienne.  Błędy  systematyczne  stałe 

zniekształcają  w  określonych  warunkach  wyniki  pomiaru  zawsze  z  tym  samym  znakiem,  np. 
długość taśmy użytej do pomiaru nie odpowiada jej długości nominalnej, lecz jest większa lub 
mniejsza  o  określoną  wartość.  Każde  odłożenie  taśmy  będzie  wówczas  obarczone  błędem  tej 
wartości, zawsze z tym samym znakiem. 

background image

Błędy  systematyczne  zmienne  wynikają  ze  zmiennych  warunków  pomiaru,  np.  pod 

wpływem wahań temperatury ulega zmianie długość użytej do pomiaru taśmy i poszczególne 
odłożenia obarczone są różnymi błędami systematycznymi. Wpływy błędów systematycznych 
jesteśmy obowiązani usunąć z wyników pomiaru. Nie zawsze udaje się je usunąć całkowicie. 
Drobne pozostałości błędów systematycznych stają się wówczas błędami przypadkowymi. 

Błędy  przypadkowe  są  drobne  i  nieuchwytne,  o  nieznanym  znaku,  uzależnione  od  stale 

zmieniających się warunków pomiaru. Błędy te spowodowane są czynnikami, które pojawiają 
się  chwilowo,  których  nie  można  przewidzieć  i  których  ścisłej  wartości  liczbowej  nie  można 
obliczyć  z  żadnej  zależności  matematycznej.  Ponieważ  błędów  przypadkowych  nie  można 
uniknąć  przy  pomiarze,  ani  też  usunąć  przez  obliczenia  rachunkowe  z  wyników  pomiarów, 
należy  dążyć  do  osłabienia  ich  wpływu  na  wyniki  pomiarów  oraz  oszacować  ich  wielkość. 
Oszacowanie wielkości tych błędów pozwoli określić dokładność pomiarów. Charakterystyką 
błędów  przypadkowych,  analizą  ich  właściwości  i  wpływu  na  pomiary  oraz  sposobami 
osłabienia  ich  wpływu  na  wyniki  pomiarów  zajmuje  się  teoria  błędów,  rachunek 
prawdopodobieństwa oraz rachunek wyrównawczy. 
 
Do głównych zadań rachunku wyrównania należy: 

1) wyznaczenie najprawdopodobniejszych wartości wielkości mierzonych oraz, 
2) określenie dokładności wielkości mierzonych oraz funkcji tych wielkości. 

Aby te zadania mogły być wykonane w danym zestawie obserwacyjnym, musi być wykonana, 
choć jedna obserwacja nadliczbowa. Im więcej jest obserwacji nadliczbowych, tym pewniejsze 
jest rozwiązanie powyższych zadań rachunku wyrównawczego. 
Rachunek wyrównawczy zajmuje się tylko błędami przypadkowymi. 
 
Błędy przypadkowe dzielimy na: 

1.  Błędy prawdziwe (rzeczywiste). 
2.  Błędy pozorne. 

W praktyce najczęściej do czynienia mamy z błędami pozornymi. 
 
Błąd prawdziwy ε, jest to różnica między wartością prawdziwą X a obserwowaną l. 
 

l

X

+

=

ε

 

 

Błąd  pozorny  υ,  jest  to  różnica  między  wartością  najprawdopodobniejszą  x   (średnią 
arytmetyczną) a wartością obserwowaną (pomierzoną) l. 
 

l

x

+

=

υ

 

 
Dla charakterystyki dokładności pomiarów przyjmuje się najczęściej następujące wielkości: 

1.  Błąd względny (ω). 
2.  Błąd średni (m). 
3.  Błąd graniczny (g). 
4.  Błąd przeciętny (t). 
5.  Błąd prawdopodobny (r). 

 
Ad. 3) Błędem granicznym nazywamy trzykrotną wartość błędu średniego, czyli: 
 

g = 3 m 

 

Prawdopodobieństwo nie przekroczenia tego błędu wynosi 0,9973. 

background image

 
Ad. 4) Błędem przeciętnym t nazywamy średnią arytmetyczną z bezwzględnych wartości 
błędów pozornych (lub prawdziwych, jeśli je znamy), czyli: 

[ ]

n

t

υ

=

 

Związek między błędem przeciętnym a średnim jest następujący: 
 

t = 0,79788 m    albo    m = 1,2533 t 

 

Prawdopodobieństwo nie przekroczenia tego błędu wynosi 0,5753. 

 

Ad.5)  Błędem  prawdopodobnym 

r

  nazywamy  taki  błąd,  którego  prawdopodobieństwo 

przekroczenia równe jest prawdopodobieństwu nie przekroczenia i wynosi 0,5. To znaczy, że 
w  danym  szeregu  obserwacji  możliwe  jest  wystąpienie  zarówno  błędu  mniejszego, 
jak  i  większego  od  błędu  prawdopodobnego.  Związek  między  błędem  prawdopodobnym 
a średnim jest następujący: 

r = 0,67449 m    albo    m = 1,4826 r 

 

 

Ocena dokładności spostrzeżeń i wartości wyrównanej: 
 

I. 

Spostrzeżenia jednakowo dokładne. 

 
Błąd  średni  –  wskaźnik  dokładności  –  pozwala  na  ocenę  dokładności  spostrzeżeń 
jak i wartości wyrównanych. 

 

Błąd  średni  pojedynczego  spostrzeżenia  wyznaczony  na  podstawie  błędów  prawdziwych 
wyraża się wzorem: 
 

[ ]

n

m

εε

±

=

 

 
Błąd średni pojedynczego spostrzeżenia wyznaczony na podstawie błędów pozornych wyraża 
się wzorem: 
 

[ ]

( )

1

±

=

n

m

υυ

 

 
Błąd średni m pozwala ocenić dokładność wykonania poszczególnego pojedynczego pomiaru, 
czyli przy kilku pomiarach tej samej wielkości charakteryzuje nam dokładność każdego z nich. 
 
 

Jeśli mamy n obserwacji (spostrzeżeń) tej samej wielkości X, np. l

1

,  l

2

,…l

to 

najprawdopodobniejszą wartością tej mierzonej wielkości będzie średnia arytmetyczna: 
 

[ ]

n

l

x

=

 

 

background image

 

Oczywiście wyznaczona z tego wzoru średnia arytmetyczna jest również obarczona 

pewnym błędem. Ten średni błąd średniej arytmetycznej (tzw. wartości wyrównanej) 
wyznaczamy na podstawie wzoru: 
 

[ ]

( )

1

±

=

=

n

n

M

m

L

υυ

 

 

 

Zatem  błąd  średni  średniej  arytmetycznej  jest 

n   razy  mniejszy  od  błędu  średniego 

pojedynczego  spostrzeżenia.  Błąd  ten  pozwala  ocenić  dokładność  przyjętej  przez  nas 
najprawdopodobniejszej wartości wyrównanej. 
 
 

II. 

Spostrzeżenia niejednakowo dokładne. 

 

 

 

Oceną  dokładności  tych  spostrzeżeń  będą  błędy  średnie:  typowego  spostrzeżenia, 

spostrzeżeń grupowych i błąd średni ogólnej średniej arytmetycznej: 
 

[ ]

( )

1

±

=

n

p

m

o

υυ

 

• 

jest to wzór na średni błąd typowego spostrzeżenia o wadze równej jedności; 

 

[ ]

( )

1

±

=

±

=

n

p

p

p

m

m

i

i

o

i

υυ

 

 

• 

jest to wzór na średni błąd i-tego (dowolnego) spostrzeżenia o wadze p

i

 

[ ]

[ ]

( )

1

±

=

=

n

p

p

M

m

L

υυ

 

 

• 

jest  to  wzór  na  średni  błąd  wartości  średniej  ważonej  (błąd  średni  ogólnej  średniej 
arytmetycznej o wadze [p]). 

 

 

 
 

III. 

Pary spostrzeżeń jednakowo dokładnych. 

 

 

Ocena dokładności pomiarów parami opierać się będzie na różnicach d, obliczonych ze 

spostrzeżeń każdej pary. Dla wielu par spostrzeżeń l

1

 i l

1

’’

, l

2

 i l

2

’’

,…, l

n

 i l

n

’’

 różnice są 

następujące:

 

 

d

= l

1

 - l

1

’’

 

d

= l

2

 – l

2

’’

 

...………… 

  d

= l

n

 – l

n

’’

   

background image

 

Przy  bezbłędnym  pomiarze  każda  różnica  powinna  równać  się  zero  (dla  każdej  pary 

l

’ 

= l

’’ 

) i stąd wyprowadzamy wniosek, że otrzymane różnice wynikające z błędów pomiarów 

są  prawdziwymi  błędami  różnic  i  jako  takie  mogą  być  zastosowane  w  wyprowadzonych 
uprzednio wzorach rachunku wyrównania. Zatem błąd średni różnicy dwóch pomiarów pewnej 
wielkości zostanie wyrażony wzorem: 

 

[ ]

n

dd

m

d

±

=

 

 

 

Oznaczając błąd średni jednego pomiaru przez m

o

 możemy błąd średni różnicy dwóch 

jednakowo dokładnych pomiarów pewnej wielkości wyrazić wzorem: 
 

2

o

d

m

m

±

=

 

stąd błąd średni jednego pomiaru: 
 

[ ]

n

dd

m

m

d

o

2

2

±

=

±

=

 

 

Błąd średni wyniku z poszczególnych par - błąd średni średniej arytmetycznej wynosi: 
 

[ ]

[ ]

d

o

L

m

n

dd

n

dd

m

m

2

1

2

1

4

2

=

±

=

±

=

±

=

 

 
 

Ocena  dokładności  pomiarów  jest  tym  właściwsza,  im  większa  liczba  n  różnic  par 

spostrzeżeń wchodzi do obliczeń. 
 

 

 

Jeśli  zauważymy,  że  większość  obliczonych  różnic  ma  ten  sam  znak  (+  lub

 

-),  to tym 

samym stwierdzimy, że w poszczególnych różnicach znajdują się błędy systematyczne. Należy 
wówczas  usunąć  wpływ  tych  błędów.  Za  najprawdopodobniejszą  wartość  tego  błędu 
przyjmujemy średnią arytmetyczną z otrzymanych różnic: 
 

[ ]

n

d

=

σ

 

 

 

Wpływ  błędu  systematycznego  eliminujemy  odejmując  otrzymaną  wartość 

σ  od  po-

szczególnych  różnic.  Uwolnione  od  błędu  systematycznego  różnice 

d  wyniosą  d

’’

  =  d  -  σ. 

Poprawione  różnice 

d

i

  są  już  błędami  przypadkowymi,  gdyż  straciły  charakter  błędów 

prawdziwych.  Stąd  do  oceny  dokładności  stosujemy  wzory  oparte  na  błędach  pozornych  υ, 
wówczas błąd średni różnicy dwóch pomiarów wynosi:

 

 

(

)(

)

[

]

1

±

=

n

d

d

m

d

σ

σ

 

a błąd średni jednego pomiaru: 
 

(

)(

)

[

]

( )

1

2

±

=

n

d

d

m

o

σ

σ

 

background image

IV.  Pary spostrzeżeń niejednakowo dokładnych 

 

 

Jeśli  pomiary  parami  są  niejednakowo  dokładne,  wówczas  błąd  średni  różnicy  dwóch 

pomiarów wyrazi się wzorem: 
 

[ ]

n

pdd

m

d

±

=

 

 

Błąd  średni typowego  spostrzeżenia  (o  wadze  równej  jedności)  określony  z  pomiarów 

podwójnych wyraża się wzorem: 
 

[ ]

n

pdd

m

o

2

±

=

 

 

background image

Wyprowadzenia wzorów. 
 
 

Postać wzoru na błąd średni w oparciu o błędy prawdziwe w praktyce jest niedogodna 

do  stosowania  ze  względu  na  nieznajomość  błędów  prawdziwych.  W  celu  wyrażenia  błędu 
średniego za pomocą błędów pozornych przeprowadźmy następujące rozumowanie: 
 

i

i

l

X

=

ε

 

 

i

i

l

x

=

υ

 

 
Odejmując pierwsze równanie od drugiego otrzymamy: 
 

x

X

i

i

=

−υ

ε

 

Lub 

(

)

i

i

x

X

υ

ε

+

=

 

 

Powyższe równanie rozpisane szczegółowo da nam taki oto zestaw równań: 
 

(

)

1

1

υ

ε

+

=

x

X

 

(

)

2

2

υ

ε

+

=

x

X

 

………………… 

(

)

n

n

x

X

υ

ε

+

=

 

 

Po podniesieniu do kwadratu każdego z równań i zsumowaniu ich otrzymamy: 
 

(

) (

)

2

1

1

2

2

2

1

υ

υ

ε

+

+

=

x

X

x

X

 

(

) (

)

2

2

2

2

2

2

2

υ

υ

ε

+

+

=

x

X

x

X

 

………………………………… 

(

) (

)

2

2

2

2

n

n

n

x

X

x

X

υ

υ

ε

+

+

=

 

[ ]

(

) (

)

[ ]

[ ]

2

2

2

2

υ

υ

ε

+

+

=

x

X

x

X

n

 

Można udowodnić, że 

(

)

[ ]

2

2

2

n

x

X

ε

 

 
Uwzględniając  powyższą  zależność  oraz  wiedząc,  że 

[ ]

0

=

υ

co  wynika  ze  szczególnych  cech 

średniej arytmetycznej, równanie przedstawiające zsumowanie przyjmie postać: 
 

[ ] [ ] [ ]

2

2

2

υ

ε

ε

+

=

n

 

Następnie otrzymamy: 
 

( )

[ ] [ ]

2

2

1

υ

ε

n

n

=

 

background image

I ostatecznie 

[ ] [ ]

1

2

2

=

n

n

υ

ε

 

 

Otrzymany  wzór  jest  niezwykle  użyteczny,  gdyż  pozwala  zastąpić  wyrazy,  w  których 
występują  błędy  prawdziwe  (których  wartości  prawie  nigdy  nie  znamy),  przez  wyrazy,  w 
których  występują  błędy  pozorne  (których  wartość  prawie  zawsze  da  się  obliczyć).  Tym 
sposobem  podstawiając  otrzymaną  zależność  do  wzoru  na  błąd  średni  wyrażony  za  pomocą 
błędów  prawdziwych  otrzymamy  zależność  na  błąd  średni  wyrażony  przy  pomocy  błędów 
pozornych: 
 

[ ]

( )

1

±

=

n

m

υυ

 

 
 
Dygresja: 

1

1

l

X

=

ε

 

2

2

l

X

=

ε

 

…………… 

n

n

l

X

=

ε

 

 

 
Po zsumowaniu otrzymamy zależność: 
 

[ ]

[ ]

l

nX

=

ε

 

 
 
Dzieląc obustronnie przez liczbę spostrzeżeń n, otrzymujemy: 
 

[ ]

[ ]

n

l

X

n

=

ε

 

 

Wiedząc, że: 
 

[ ]

x

n

l

=  

 

Gdzie x oznacza średnią arytmetyczną ze wszystkich spostrzeżeń, zastępując wobec tego drugi 
wyraz po prawej stronie równania przez x, otrzymamy: 
 

[ ]

x

X

n

=

ε

 

 

A po podniesieniu obu stron do kwadratu: 
 

[ ]

(

)

2

2

2

x

X

n

=

ε

 

background image

Zakładając,  że  kwadrat  sumy  błędów  prawdziwych  jest  w  przybliżeniu  równy  sumie 
kwadratów błędów prawdziwych, czyli: 
 

[ ]

[ ]

2

2

2

2

n

n

ε

ε

 

Otrzymamy ostatecznie: 
 

(

)

[ ]

2

2

2

n

x

X

ε

 

 
c.b.d.u. 
 
 
 
Błąd  średni  średniej  arytmetycznej  wyznaczamy,  wykorzystując  wiadomości  o  przenoszeniu 
się błędów średnich i wyznaczaniu błędów średnich funkcji wielkości pomierzonych, czyli: 
 

[ ]

n

l

n

l

n

l

n

l

l

f

L

n

+

+

+

=

=

=

L

2

1

)

(

 

 

Wzór ten określa średnią arytmetyczną. 
Błąd średni średniej arytmetycznej możemy zapisać zatem w następującej postaci: 
 

2

2

2

2

2

2

2

1

2

1

n

l

n

l

l

L

m

l

L

m

l

L

m

l

L

m





+

+





+





±

=

L

 

 
Rozpatrując obserwację jednakowo dokładne, czyli: 
 

m

m

m

m

n

l

l

l

=

=

=

=

L

2

1

 

 
Błędy  średnie  poszczególnych  pojedynczych  spostrzeżeń  są  sobie  równe.  Również  pochodne 
cząstkowe są sobie równe, czyli: 
 

n

l

L

l

L

l

L

n

1

2

1

=

=

=

=

L

 

 

Po  podstawieniu  do  wzoru  na 

m

L

  wartości  pochodnych  cząstkowych  i  pamiętając,  że 

obserwacje są jednakowo dokładne, otrzymamy: 
 

n

m

n

nm

m

n

m

n

m

n

m

n

l

l

l

L

±

=

±

=

+

+

+

±

=

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

2

1

L

 

 

[ ]

( )

1

±

=

n

n

m

L

υυ

 

 

background image

Przykłady i zadania: 
 

1.

 

Błąd względny 

 
Zadanie 1. Pomierzono następujące odcinki z określonymi dokładnościami: 

• 

Odcinek I o długości 322m, pomierzony z błędem absolutnym 0,30m 

• 

Odcinek II o długości 281m, pomierzony z błędem absolutnym 0,21m 

• 

Odcinek III o długości 167m, pomierzony z błędem absolutnym 0,14m 

• 

Odcinek IV o długości 110m, pomierzony z błędem absolutnym 0,11m 

 
Błędy względne tych pomiarów wynoszą odpowiednio: 
 

1073

1

322

30

,

0

1

1

=

=

l

l

 

 

1338

1

281

21

,

0

2

2

=

=

l

l

 

 

1193

1

167

14

,

0

3

3

=

=

l

l

 

 

1000

1

110

11

,

0

4

4

=

=

l

l

 

 

Zadanie 2. Zmierzono długości trzech różnych odcinków: 

• 

Odcinek I o długości 145 m z błędem absolutnym 7 cm 

• 

Odcinek II o długości 198 m z błędem absolutnym 9 cm 

• 

Odcinek III o długości 263 m z błędem absolutnym 13 cm 

 
Który odcinek został pomierzony najdokładniej? 
 

Odp. 

2071

1

=

I

 ,  

2200

1

=

II

 ,  

2023

1

=

III

 

 
 

2.

 

Spostrzeżenia jednakowo dokładne 

 

Zadanie 1.  
Pewną długość pomierzono czterokrotnie i otrzymano wyniki: 
1. 154,152 m 
2. 154,147 m 
3. 154,155 m 
4. 154,150 m 
Obliczyć  najprawdopodobniejszą  długość,  błąd  średni  pojedynczego  spostrzeżenia  oraz  błąd 
średni wartości wyrównanej (średniej arytmetycznej). 
 
 

background image

W celu przeprowadzenia kontroli obliczeń wykorzystuje się zależność: 
 

[ ]

( )

[ ]

[ ]

n

L

L

2

2

=

υυ

   lub   

[ ] [ ] [ ][ ]

n

t

t

tt

=

υυ

 

 

Nr 

Spostrzeżenia 

i

L  

[m] 

Różnice 

0

x

L

L

i

i

=

 

[mm] 

Poprawki 

i

i

L

x

=

υ

 

[mm] 

υυ 

Obliczenia 

154,152 

+5 

-1 

154,147 

+4 

16 

154,155 

+8 

-4 

16 

154,150 

+3 

+1 

Suma 

616,604 

+16 

34 

Kontrola ogólna: 

[

vv]=98-16

2

:4=34

 

n=4; 

x=616,604:4=154,151m

 

x

0

=154,147m; 

 

x=154,147m+

4

16

mm

 

x=154,147m+0,004m= 
=154,151m 

mm

m

4

,

3

3

34

±

=

±

=

           

mm

m

x

7

,

1

4

4

,

3

±

=

±

=

 

 
Odp.  Najprawdopodobniejsza  długość  mierzonego  odcinka  wnosi  154,151  m;  błąd  średni 
pojedynczego spostrzeżenia 3,4 mm, a błąd średni średniej arytmetycznej 1,7 mm. 
Zatem pomierzony odcinek ma długość 154,151 m ±1,7 mm. 
 
Zadanie 2. 
 
Na pewnym punkcie pomierzono kąt 5 razy z tą samą dokładnością i otrzymano wyniki podane 
poniżej  w  tabeli.  Obliczyć  najprawdopodobniejszą  wartość  kąta,  błąd  średni  pojedynczego 
pomiaru oraz błąd średni wartości wyrównanej (średniej arytmetycznej). 
 

Nr 

Wyniki 

pomiarów 

υ 

υυ 

tt 

Obliczenia 

82º41’15’’ 

15’’ 

+12’’ 

144 

225 

82º41’30’’ 

30’’ 

-3’’ 

900 

82º42’00’’ 

60’’ 

-33’’ 

1089 

3600 

82º41’00’’ 

+27’’ 

729 

82º41’30’’ 

30’’ 

-3’’ 

900 

0

x  

82º41’00’’ 

135 

1980 

5625 

[ ]

''

27

'

41

82

0

°

=

+

=

n

t

x

x

 

Kontrola 
[vv]=5625-3645=1980 
 

x=82º41’27’’±10’’0 

2

''

22

4

1980

±

=

±

=

m

           

0

''

10

5

2

''

22

±

=

±

=

M

 

 
 

background image

3.

 

Spostrzeżenia niejednakowo dokładne. 

 
Dane są wartości pewnego kąta wraz z odpowiednimi wagami. Obliczyć: 
- wagę ogólnej średniej arytmetycznej 
- wartość ogólnej średniej arytmetycznej 
- średni błąd spostrzeżenia typowego 
- średnie błędy poszczególnych spostrzeżeń 
- średni błąd ogólnej średniej arytmetycznej 
 

Obserwacje 

Obliczenia 

Lp.  Spostrzeżenie 

i

α

 

0

α

α −

 

Wagi 

)

(

0

α

α −

p

 

i

x

α

υ

=

 

υ

p

 

υυ

p

 

Uwagi 

1. 
2. 
3. 
4. 
5. 

105º11’31’’ 
105º11’24’’ 
105º11’19’’ 
105º11’27’’ 
105º11’26’’ 

+12’’ 

+5’’ 

+8’’ 
+7’’

 





+36 
+30 

+40 
+28 

-5’’3 

+1’’7 
+6’’7 

-1’’3 
-0’’3 

-15,9 

+10,2 
+13,4 

-6,5 
-1,2 

84,30 

17,3 
89,9 

8,4 
0,4 

''

19

'

11

105

0

°

=

α

 

x=105º11’25’’7 

20 

134 

 

0,0 

200,3 

(

)

[

]

[ ]

=

p

p

0

α

α

 

7

'

'

6

20

''

134

=

=

 

 

[ ]

1

''

7

1

0

±

=

±

=

n

p

m

υυ

 

[ ]

( )

1

''

4

1

1

1

±

=

±

=

n

p

p

m

υυ

 

[ ]

( )

9

''

2

1

2

2

±

=

±

=

n

p

p

m

υυ

 

[ ]

( )

0

''

5

1

3

3

±

=

±

=

n

p

p

m

υυ

 

[ ]

( )

2

''

3

1

4

4

±

=

±

=

n

p

p

m

υυ

 

[ ]

( )

5

''

3

1

5

5

±

=

±

=

n

p

p

m

υυ

 

[ ]

[ ]

( )

6

''

1

1

±

=

±

=

n

p

p

m

x

υυ

 

 

background image

Zadanie 2.  
 
Wyznaczyć  najprawdopodobniejszą  wartość  kąta  ABC,  który  pomierzono  czterokrotnie 
teodolitami teodolitami różnej dokładności, uzyskując wyniki: 

1.

 

44º15’20’’ z błędem ±20’’ 

2.

 

44º14’58’’ z błędem ±10’’ 

3.

 

44º15’05’’ z błędem ±5’’ 

4.

 

44º15’10’’ z błędem ±15’’ 

 
Wartość średniego błędu jednostkowego wynosi: 

''

10

0

±

=

m

 

 

Nr 

Obserwacje 

L

Błędy 

średnie 

m

Wagi 

p

Różnice 

0

x

L

L

i

i

=

 

p ∆L 

Poprawki 

i

i

L

x

=

υ

 

υ

p  

υυ

p

 

1. 
2. 
3. 
4. 

44º15’20’’ 
44º14’58’’ 
44º15’05’’ 
44º15’10’’ 

±20’’ 
±10’’ 

±5’’ 

±15’’ 

0,25 
1,00 
4,00 
0,44 

22’’ 

7’’ 

12’’

 

5,50 

28,00 

5,28 

-15,2 

+6,8 

-0,2 
-5,2 

-3,8 

+6,8 

-0,8 
-2,3 

57,76 
46,24 

0,16 

11,96 

Suma 

 

 

5,69 

 

38,78 

 

-0,1 

116,12 

  
Wagi obliczamy ze wzoru: 

2

2

0

i

i

m

m

p

=

 

 

''

58

'

14

44

0

°

=

x

 

[ ]

[ ]

'

'

04

'

15

44

69

,

5

78

,

38

''

58

'

14

44

8

0

°

=

+

°

=

+

=

p

L

p

x

x

 

 

2

''

6

3

12

,

116

0

±

=

±

=

m

 

 

[ ]

6

''

2

0

±

=

±

=

p

m

m

x

 

 

Kontrola ogólna: 

[ ]

( )

[

]

[ ]

[ ]

06

,

116

69

,

5

:

78

,

38

36

,

380

2

2

2

=

=

=

p

L

p

L

p

p

υυ

 

Suma  kontrolna  różni  się  nieco  od  podanej  w  tabeli,  ale  wynika  to  z  zaokrągleń  czasie 
obliczeń. 
 

background image

4.

 

Pary spostrzeżeń jednakowo dokładnych. 

 
Zadanie 1. 
Na  podstawie  wyników  dwukrotnego  pomiaru  pięciu  boków  poligonu  obliczyć  błąd  średni 
różnicy pomiarów, błąd średni jednego pomiaru oraz błąd średni wyniku z poszczególnych par: 
 

Spostrzeżenia 

Nr 

odcinka 

l’ 

l’’ 

Średnia 

arytmetyczna  

dd 

1. 
2. 
3. 
4. 
5. 

155,64 
150,83 
152,39 
153,28 
154,47 

155,68 
150,80 
152,46 
153,22 
154,52 

155,66 
150,82 
152,42 
153,25 
154,50 

-0,04 

+0,03 

-0,07 

+0,06 

-0,05 

0,0016 
0,0009 
0,0049 
0,0036 
0,0025 

[dd]=0,0135 

 
Błąd średni różnicy pomiarów obliczamy następująco: 
 

[ ]

052

,

0

5

0135

,

0

±

=

±

=

±

=

n

dd

m

d

 

 
Błąd średni jednego pomiaru obliczmy następująco: 
 

[ ]

037

,

0

10

0135

,

0

2

0

±

=

±

=

±

=

n

dd

m

 

 
Błąd średni wyniku z poszczególnych par wynosi: 
 

026

,

0

2

052

,

0

2

±

=

±

=

±

=

d

L

m

m

 

 
 
Zadanie 2. 
Na  podstawie  wyników  dwukrotnego  pomiaru  pięciu  boków  poligonu,  obarczonych  błędem 
systematycznym, obliczyć błąd średni jednego pomiaru oraz błąd średni z poszczególnych par: 
 

Spostrzeżenia 

Nr 

odcinka 

l’ 

l’’ 

Średnia 

arytmetyczna 

L

 

d-σ 

(d-σ)(d-σ) 

1. 
2. 
3. 
4. 
5. 

110,31 
112,25 
108,19 
109,70 
114,39 

110,35 
112,33 
108,25 
109,90 
114,36 

110,33 
112,29 
108,22 
109,80 

114,375 

-0,04 
-0,08 
-0,06 
-0,20 

+0,03 

+0,03 

-0,01 

+0,01 

-0,13 

+0,10 

0,0009 
0,0001 
0,0001 
0,0169 
0,0100 

[d]=-0,35 

[(d-σ)

2

]=0,0280 

 

background image

[ ]

07

,

0

5

35

,

0

=

=

=

n

d

σ

 

 
błąd średni pojedynczego pomiaru obliczamy następująco: 
 

(

)(

)

[

]

( )

059

,

0

8

0280

,

0

1

2

±

=

±

=

±

=

n

d

d

m

o

σ

σ

 

 
błąd średni wyniku z poszczególnych par wynosi: 
 

042

,

0

2

±

=

±

=

o

L

m

m