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1.10:

측정불확도: 기구 읽기

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Chemistry
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Uncertainty in Measurement: Reading Instruments

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어떤 물체의 개수를 직접 세거나 분명한 양이 명시되어 있을 시, 측정값은 정확한 수치를 나타냅니다. 예를 들어, 한 다스의 바나나는 정확히 12개가 있습니다. 마찬가지로 상자 안의 사과는 직접 셀 수 있습니다.그러나 다른 측정들은 정확하지 않으며 측정 과정의 한계로 인해 측정과 관련된 불확실성이 존재합니다. 5킬로미터 경주에서 경쟁하는 선수를 생각해 보십시오. 심판은 간단한 아날로그 시계와 디지털 시계를 사용하여 종료 시간을 기록합니다.아날로그 시계는 종료 시간을 25분에서 30분 사이로 판독하였기 때문에 심판은 28분으로 추정합니다. 첫 번째 숫자인 2’만 확실합니다. 마지막 숫자인 8’은 25에서 30 사이의 추정치이므로 불확실합니다.반면에 디지털 시계는 26.25분을 읽었고 처음 세 자리 숫자는 모두 확실합니다. 종료 시간은 26.24분에서 26.26분 사이일 수 있지만 확실히 28분은 아닙니다. 실험실에서 디지털 저울이 최대 6자리까지 판독값을 표시할 수 있다고 합시다.판독값이 10.1241 그램이라면 처음 5자리 숫자는 확실하지만 마지막 자리는 확실하지 않음을 나타냅니다. 그러나 디지털 기기에 표시되는 모든 숫자가 기록이 됩니다. 반면에 아날로그 계측기를 읽을 때는 마지막 숫자를 추정해야 합니다.50밀리미터 눈금의 실린더에는 1밀리미터마다 표시가 되어 있습니다. 측정값은 눈금 실린더 안의 액체의 곡선 표면에서 가장 낮은 지점인 메니스커스에서 액체의 부피를 읽음에 따라 정해집니다. 메니스커스가 42 및 43번째 눈금 사이에 있을 경우 액체의 양은 42밀리리터 이상 43밀리리터 미만입니다.측정치는 두 표시 사이에서 추정해야 하므로 부피는 소수점 아래 한자리까지 읽어야 합니다. 이 경우, 메니스커스가 43밀리미터 눈금에 가까우므로 그 값은 42.8로 보고될 수 있습니다. 또 다른 사람은 마지막 자릿수가 불확실한 관계로 부피를 42.7 또는 42.9로 측정할 수 있을 것입니다.이렇게 측정값은 항상 마지막 불확실한 자릿수까지 보고해야 합니다.

1.10:

측정불확도: 기구 읽기

계산은 계산되는 개체수가 프로세스 중에 변경되지 않는 한 불확실성이 없는 측정 유형입니다. 이러한 측정은 정확한 숫자를 초래합니다. 예를 들어, 판지에 계란을 세는 것으로, 상자안에 얼마나 많은 알이 있는지 정확히 결정할 수 있습니다. 마찬가지로 정의된 수량의 숫자도 정확합니다. 예를 들어, 1 피트는 정확히 12 인치, 1 인치는 정확 하 게 2.54 센티미터, 그리고 1 그램 정확 하 게 0.001 킬로그램. 그러나 계산 이외의 측정에서 파생된 수량은 사용되는 측정 프로세스의 실질적인 제한으로 인해 불확실합니다.

중요한 수치

모든 측정에는 사용되는 장치(및 사용자의 능력에 따라 달라집니다)에 따라 몇 가지 불확실성이 있습니다. 예를 들어, 졸업된 실린더의 액체 부피는 반월상 연골의 바닥을 읽음으로써 측정됩니다- 액체의 곡선 표면에서 가장 낮은 점. 반월 상 연골의 바닥이 15와 16 표시 사이에 있다고 가정해 봅시다. 이는 액체 부피가 확실히 15mL보다 크지만 16mL 미만임을 의미합니다. 반월 상 연골은 16 mL 마크에 조금 가까운 것으로 보이며 액체의 부피의 합리적인 추정은 16.6 mL입니다. 이 측정값에서 숫자 1과 6은 확실하지만 10위 인 6의 마지막 숫자는 추정치입니다. 어떤 사람들은 반월상연상 위치를 각 표시에서 동등하게 멀리 떨어져 있다고 추정하고 10 위 숫자를 5로 추정할 수 있으며, 다른 사람들은 16 mL 마크에 더 가깝다고 생각하고 7로 추정 할 수 있습니다. 이 졸업 된 실린더의 숫자 척도는 1 mL 부서를 가지고 있습니다. 따라서, 부피가 가장 가까운 0.1 mL로 측정될 수 있다. 마찬가지로, 표준 전자 균형은 5.74g으로 분기의 질량을 읽을 수 있습니다. 숫자 5와 7은 확실하며, 4는 분기질량이 5.73에서 5.75 그램 사이일 가능성이 있음을 나타냅니다. 분기의 무게는 약 5.74 그램, + 0.01 그램의 측정에 명목 불확실성. 동전의 무게가 더 민감한 균형에 무게를 두면 질량은 5.743g일 수 있습니다. 즉, 질량 사이 거짓말 5.742 그리고 5.744 그램, 0.001 그램의 불확실성.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 1.5: 측정 불확실성, 정확도 및 정밀도에서 적용됩니다.