Обзор развития, современное состояние и значение метрологии
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
?ата в них определяется характеристиками средств измерений.
Тема 3 Погрешности измерений
Погрешность - это искажение результата измерений. В общем случае погрешность равна измеренному значению минус истинное значение. Погрешность измерений представляет собой сумму всех составляющих погрешности. Чтобы выбрать средство и метод измерений, необходимо точное знание характера погрешности и обеспечение соответствующих условий проведения измерений.
Погрешность измерений может быть представлена в абсолютной и относительной форме.
Абсолютная погрешность (отклонение) - погрешность, выраженная разностью между измеренным X и истинным Х0 значениями:
DХ=X-Х0(3.1)
Она всегда выражается в единицах измеряемой величины.
Относительная погрешность - это отношение абсолютной погрешности DХ к истинному значению Х0
(3.2)
Под истинным значением здесь следует понимать значение измеряемой величины, полученное с помощью образцовых средств измерения с наибольшей точностью. Относительная погрешность выражается в относительных единицах либо в процентах.
Основной вид представления погрешности в электроизмерительной технике - приведенная погрешность средства измерения (отношение максимальной абсолютной погрешности DХмах к конечному значению диапазона измерений Xк):
(3.3)
На рис.3.1 приведена классификационная структура видов погрешности измерений и формы ее представления.
Грубая погрешность - это погрешность, значительно превосходящая по величине погрешность, ожидаемую при данных условиях измерений. Результатом ее является промах. Основные причины появления грубой погрешности: неправильное считывание показаний, дефекты средств измерений, сильные внешние воздействия (помехи) и т.д.
Систематическая погрешность обусловлена несовершенством средства измерения, метода измерения. Она имеет для каждого измеренного значения определенное значение и при наличии ряда измерений постоянный знак.
Случайная погрешность возникает при непредвиденных изменениях параметров средств измерений, измеряемых объектов или окружающей среды. Так как она носит случайный характер как по значению, так и по знаку, то скорректировать эту погрешность в отличие от систематической невозможно.
Рисунок 3.1 - Классификация погрешностей
Методическая погрешность обусловлена невозможностью точного установления соотношения между измеряемой величиной и выходным сигналом средства измерения, по которому оценивается результат измерения, вследствие недостаточной изученности объекта исследования, невозможности точного учета влияния местных факторов, недостаточной разработанности теории физических явлений, приближенных методов и т.д.
Погрешность средств измерений или инструментальная погрешность обусловлена несовершенством средства измерений. Это погрешности от трения, некачественных юстировки и калибровки, дрейф нуля и т.д. Инструментальная погрешность имеет определяющее значение для наиболее распространенных технических измерений. В зависимости от условий применения измерительных устройств различают основную и дополнительную погрешности.
Основной погрешностью средства измерений называют погрешность при использовании его в нормальных условиях.
Нормальными условиями применения средств измерений называют условия, при которых влияющие величины имеют номинальные значения или находятся в пределах нормальной области значений. Нормальные условия применения указываются в стандартах или технических условиях на средства измерений.
Дополнительной погрешностью средства измерений называют изменение его погрешности, вызванное отклонением одной из влияющих величин от ее нормативного значения или выходом ее за пределы нормальной области значений. Дополнительная погрешность может быть вызвана изменением сразу нескольких влияющих величин.
Субъективная погрешность обусловлена индивидуальными свойствами человека, выполняющего измерения. Причиной ее могут являться также укоренившиеся неправильные навыки выполнения измерений.
Результат измерения всегда содержит как систематическую, так и случайную составляющие погрешности. Причем если первые могут быть в значительной степени уменьшены либо исключены с помощью специальных методов (введением поправок, устранением источников погрешностей и др.), то вторые трудно поддаются анализу, поскольку вызываются сложной совокупностью изменяющихся факторов, и могут быть уменьшены за счет снижения влияния причин появления их только в случае знания этих причин (например, экранированием цепей от наводок внешнего поля).
Другой способ уменьшения влияния случайных погрешностей (путем их учета) на результат измерения основан на статистической обработке результатов многократных измерений одного и того же значения измеряемой величины с помощью методов теории вероятностей. В этом случае говорят об ожидаемой погрешности. Последний способ предполагает либо многократные измерения одними и теми же средствами, либо параллельные одновременные измерения несколькими независимыми средствами измерений.
Отдельное значение случайной погрешности предсказать невозможно. Совокупность же случайных погрешностей какого-то измерения одной и той же величины подчиняется определенным закон?/p>