题目
若用两种测量方法测量某零件的长度 L_1 = 110 mathrm(~mm),其测量误差分别为 pm 11 mumathrm(m) 和 pm 9 mumathrm(m);而用第三种测量方法测量另一零件的长度 L_2 = 150 mathrm(~mm),其测量误差为 pm 12 mumathrm(m),试比较三种测量方法精度的高低。
若用两种测量方法测量某零件的长度 $L_1 = 110 \mathrm{~mm}$,其测量误差分别为 $\pm 11 \mu\mathrm{m}$ 和 $\pm 9 \mu\mathrm{m}$;而用第三种测量方法测量另一零件的长度 $L_2 = 150 \mathrm{~mm}$,其测量误差为 $\pm 12 \mu\mathrm{m}$,试比较三种测量方法精度的高低。
题目解答
答案
分别计算三种方法的相对误差:
1. 第一种方法:$ \text{相对误差}_1 = \frac{11}{110000} = 0.01\% $。
2. 第二种方法:$ \text{相对误差}_2 = \frac{9}{110000} \approx 0.00818\% $。
3. 第三种方法:$ \text{相对误差}_3 = \frac{12}{150000} = 0.008\% $。
比较得:$ 0.008\% < 0.00818\% < 0.01\% $。
结论:第三种方法精度最高,第二种次之,第一种最低。
答案:第三种方法精度最高,第二种次之,第一种最低。
解析
本题考察测量精度比较的知识,解题关键是通过计算各测量方法的相对误差来判断精度高低,相对误差越小,精度越高。
步骤1:明确相对误差公式
相对误差计算公式为:
$\text{相对误差} = \left( \frac{\Delta L}{L} \right) \times 100\%$
其中,$\Delta L$为绝对误差(题目中给出的“$\pm x\ \mu\text{m}$”,$x$即为$\Delta L$),$L$为测量长度,需注意单位统一(将$\mu\text{m}$换算为$\text{mm}$:$1\ \mu\text{m}=10^{-3}\ \text{mm}$)。
步骤2:计算第一种方法的相对误差
- 测量长度$L_1=110\ \text{mm}$,绝对误差$\Delta L_1=11\ \mu\text{m}=0.011\ \text{mm}$
$\text{相对误差}_1 = \left( \frac{0.011}{110} \right) \times 100\% = 0.01\%$
步骤3:计算第二种方法的相对误差
- 测量长度$L_1=110\ \text{mm}$,绝对误差$\Delta L_2=9\ \mu\text{m}=0.009\ \text{mm}$
$\text{相对误差}_2 = \left( \frac{0.009}{110} \right) \times 100\% \approx 0.00818\%$
步骤4:计算第三种方法的相对误差
- 测量长度$L_2=150\ \text{mm}$,绝对误差$\Delta L_3=12\ \mu\text{m}=0.012\ \text{mm}$
$\text{相对误差}_3 = \left( \frac{0.012}{150} \right) \times 100\% = 0.008\%$
步骤5:比较相对误差大小
$0.008\% < 0.00818\% < 0.01\%$
相对误差越小,精度越高,因此精度排序为:第三种>第二种>第一种。