Thermometers indicate different air temperatures in the shop. The thermometer readings shown in the figure are between 22°C and 25°C.
Therefore, based on the indications of these thermometers you cannot give one temperature value as the air temperature in the shop. It can only be stated that the temperature is in the range of 22°C to 25°C.
The measurement results never give absolute certainty as to the value of the measured quantity (in this case - temperature). We are talking about the so‑called measurement uncertaintymeasurement uncertaintymeasurement uncertainty.
The measurement uncertainty is defined as the smallest readable scale unit.
Each measuring instrument has a certain accuracy (precision) of measurement. When measuring, for example, temperature, we read the result and we need to determine with what accuracy the measuring instrument (in this case the thermometer) allows us to give it (specify).
Thermometers which are used to measure the body temperature have a different scale and different measurement accuracy from the window ones. We expect that the thermometer which is used to measure the body temperature may indicate the temperature from the range of 34 to 42°C with an accuracy of 0,1°C. The thermometers which are used to measure the air temperature do not need such accuracy. They have to be able to indicate temperatures from -50 to 50°C. The thermometers used, for example, in ovens or in technical processes have the other measuring range and accuracy.
The reason for differences in the length of the stick read from the measuring instruments was the accuracy of their performance. The smallest readable scale units are almost (but not exactly) equal. Therefore, the reason for measurement uncertainty in this case was the accuracy of reading, the accuracy of the measuring instrument and its correct application.
R18LKpwReEGF2
Ilustracja przedstawia oś liczbową, na której zaznaczone jest pięć punktów. Punkty są przedstawione jako duży (pomarańczowy) i mały (zielony) oraz ułożony w kolejności: duży, mały, duży, mały, duży. Numerem 1 i 2 zaznaczona jest odległość pomiędzy małym a dużym punktem. Numerem 3 oznaczony jest mały punkt. Numerem 4 oznaczony jest duży punkt. Numerem 5 zaznaczona jest odległość pomiędzy dwoma najbliższymi dużymi punktami. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. measurement uncertainty {audio}, 2. measurement uncertainty {audio}, 3. the worst real possible result {audio}, 4. the measured value {audio}, 5. value of the smallest graduation on the measuring device {audio}.
Ilustracja przedstawia oś liczbową, na której zaznaczone jest pięć punktów. Punkty są przedstawione jako duży (pomarańczowy) i mały (zielony) oraz ułożony w kolejności: duży, mały, duży, mały, duży. Numerem 1 i 2 zaznaczona jest odległość pomiędzy małym a dużym punktem. Numerem 3 oznaczony jest mały punkt. Numerem 4 oznaczony jest duży punkt. Numerem 5 zaznaczona jest odległość pomiędzy dwoma najbliższymi dużymi punktami. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. measurement uncertainty {audio}, 2. measurement uncertainty {audio}, 3. the worst real possible result {audio}, 4. the measured value {audio}, 5. value of the smallest graduation on the measuring device {audio}.
There are no perfect measurements! Each measurement has limited accuracy and is subject to measurement uncertainty resulting from the accuracy (quality) of the measuring instruments used. Of course, we can reduce this uncertainty by improving instruments and measuring methods, but we will never eliminate it completely. We do not always need measurements with very high accuracy.
For example, there is no sense in providing distance on road signs expressed in millimeters, centimeters and even in meters.
R1ICg68sD6g4T1
Na rysunku znajduje się znak drogowy - tablica informacyjna, na której widnieją oznaczenia dróg, nazwy miast oraz odległości między miejscem aktualnego pobytu a daną miejscowością. Oznaczenie dróg A 2 i E 30, poniżej Poznań 13, Warszawa 309, Terespol 505. Przy nazwie Terespol znaki przejścia granicznego, skróty PL i BY. Poniżej oznaczenie drogi S 11 oraz Katowice 348.
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
If you measure the length of the same object several times and get several different values (numbers), the averageaverageaverage of the results will be closest to the actual length.
The measurement error of a recurring phenomenon can be reduced by making a single measurement of a series of recurrent events.
Exercises
R9Zjo7WROtrvm
Exercise 3
Wersja alternatywna ćwiczenia: The result of the board length measurement is 2 m 10 cm. Write what can be the length of this board? Możliwe odpowiedzi: 1. Between 2,10 m and 2,30 m., 2. Between 1,90 m and 2,10 m., 3. Between 1,70 m and 1,90 m., 4. Between 1,50 m and 1,70 m.
Wersja alternatywna ćwiczenia: The result of the board length measurement is 2 m 10 cm. Write what can be the length of this board? Możliwe odpowiedzi: 1. Between 2,10 m and 2,30 m., 2. Between 1,90 m and 2,10 m., 3. Between 1,70 m and 1,90 m., 4. Between 1,50 m and 1,70 m.
The result of the board length measurement is 2 m 10 cm. Write what can be the length of this board?
Between 2,10 m and 2,30 m.
Between 1,90 m and 2,10 m.
Between 1,70 m and 1,90 m.
Between 1,50 m and 1,70 m.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 4
Specify what measurement uncertainty arises when measuring physical quantities using the instruments shown in the photographs. Provide the value of uncertainty.
R18vwkO5BL8HT1
Ilustracja przedstawia przyrządy do pomiary siły, temperatury i czasu. W podpunkcie a jest siłomierz wraz z odważnikiem. W podpunkcie b jest termometr ze skalą w Kelwinach i stopniach Celsjusza pokazujący temperaturę około 10 stopni Celsjusza. W podpunkcie c jest stoper.
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
ReijPBXRXv6VJ1
Na rysunku pokazano stoper z zaznaczoną najmniejsza działką pomiarową 0,2 s wskazującą niepewność pomiarową.
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
a) 20 g (or 0,2 N)
b) 1 K (or 1°C, or 1°F)
c) 0,2 s
Exercise 5
Describe in English how to weigh one toothpick on the shop scale which measures the mass with accuracy of 1 g.
Example answer:
200 toothpicks should be weighed simultaneously and the result divided by the number of toothpicks, and the result multiplied by the value of gravitational acceleration g = 10 .
The measurement error of the mass of one toothpick will then be = = 0,005 g = 5 mg. As the mass of a single toothpick is about 30 mg, the final result of the mass measurement will be written in the form of m = (30 ± 5) mg
The final result of the weight measurement will be:
Q = m · g = (30 ± 5) mg · 10 = (0,30 ± 0,05) N
R4JgiX7oDfKUb
Exercise 6
Wersja alternatywna ćwiczenia: Match Polish terms with their English equivalents. dokładność Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average średnia Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average czułość Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average zmysły Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average
Wersja alternatywna ćwiczenia: Match Polish terms with their English equivalents. dokładność Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average średnia Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average czułość Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average zmysły Możliwe odpowiedzi: 1. senses, 2. sensitivity, 3. accuracy, 4. average
Match Polish terms with their English equivalents.
senses, sensitivity, accuracy, average
dokładność
średnia
czułość
zmysły
RPyPUCZ4ovi081
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Match Polish terms with their English equivalents.
sensitivity
accuracy
dokładność
average
czułość
uncertainty of measurement
niepewność pomiaru
obserwator
średnia
observer
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
