Классификация погрешностей методов, средств и результатов измерений

Следует отмерить существующую неоднозначность терминологии в определении погрешностей.

Если под погрешностью средства измерения понимают величину, указывающую на возможные границы неопределенности значения измеряемой величины, то погрешность результата изме-рения - отклонение результата измерения от действительного (истинного) значения измеряемой величины : . По-грешность результата измерения не обязательно равна погрешности средства измерения.

Погрешность результата является суммой погрешности метода и средства измерения в общем случае.

1. Инструментальные и методические погрешности.

Инструментальные (приборные, аппаратурные) погрешности характеризуют данное средство измерения, указываются в паспорте на средство измерения.

Методические погрешности определяются методом использования средства измерения, обусловлены несовершенством метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях, могут быть занесены в паспорт метода. В настоящее время, особенно в теории цифровых приборов, под методической погрешностью понимают погрешность, вызванную методом, положенным в основу прибора, например, погрешность квантования в цифровых приборах, обусловленную методом цифрового представления информации.

2. Статические и динамические погрешности средств и методов измерений.

Статические погрешности не зависят от скорости изменения измеряемой величины. Динамические погрешности зависят от скорости измеряемой величины.

3. Основные, дополнительные и эксплуатационные погрешности средств измерений. Основная погрешность средства измерения имеет место при нормальных условиях работы средства измерения. (ГОСТ НОРМальные условия работы СИ)

Дополнительная погрешность возникает при рабочих условиях (отклонении условий эксплуатации) , где - коэффициент влияния внешнего фактора на суммарную величину погрешности. Погрешность средства измерения в реальных условиях, равную сумме основной всех дополнительных погрешностей, называют эксплуатационной погрешностью.

4. Погрешности адекватности и градуировки средства измерения.

Погрешность адекватности - разность между номинальной и реальной характеристиками средства измерения в рабочем диапазоне. Если функциональная зависимость линейная, эту погрешность называют погрешностью линейности.

Погрешность градуировки – величина погрешности адекватности на границах диапазона измерения. Может быть выражена в виде формулы, графика или таблицы.

Погрешности градуировки являются систематическими погрешностями с точки зрения причин их появления.

5. Полоса погрешностей, реальная и номинальная характеристики средства измерения. Полоса погрешностей (неопределенности) – интервал, в котом располагаются многократно снятые характеристики средства измерения. Детерминированная средняя линия этого интервала принимается за номинальную характеристику средства измерения. Разность между реальной и номинальной характеристиками является погрешностью средства измерения.

6. Абсолютная, относительная и приведенная погрешности.

Абсолютная погрешность – разность между реальной и номинальной характеристиками () (рис.4.2).

Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к самой измеряемой величине ().

Абс., относит. погрешности определяются для методов, результатов и СИ.

Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к протяженности диапазона измерений или к нормирующему значению, за которое принимается верхний предел измерений ().

 

7. Аддитивные и мультипликативные погрешности, характеризующие границы полосы погрешностей.

Аддитивная погрешность – погрешность, ограниченная постоянным пределом , для которой ширина полосы погрешностей постоянна.

Мультипликативная погрешность – для которой ширина полосы погрешностей пропорциональна входной величине (погрешность чувствительности) (рис.4.3).

8. Случайные и систематические погрешности.

Погрешности, возникшие в процессе изготовления изделий киновидеотехники, а также в результате измерений и контроля, имеют не только случайный, но и систематический характер Соответственно, все погрешности параметров деталей, узлов и изделий киновидеотехники делят на систематические и случайные.

Случайные погрешности появляются и исчезают непредсказуемо, но, как правило, группируются в определенном диапазоне, поэтому для их оценки целесообразно использовать вероятностно-статистические методы.

Систематические погрешности – это постоянные или закономерно изменяющиеся погрешности.

Например, если сбивается настройка «на ноль» прибора, появляется закономерно изменяющаяся во времени погрешность, причем это изменение можно описать математическим выражением.

Численное значение систематической погрешности может быть найдено как разность между номинальным значением и результатом измерения.

Систематическая погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Систематические погрешности являются в общем случае функцией измеряемой величины, влияющих величин (температуры, влажности, напряжения питания и пр.) и времени. В функции измеряемой величины систематические погрешности входят при поверке и аттестации образцовых приборов.

 

Рис. 4.2. Абсолютная погрешность средства измерения

 

Случайными называют составляющие погрешности измерений, изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности определяются совместным действием ряда причин: внутренними шумами элементов электронных схем, наводками на входные цепи средств измерений, пульсацией постоянного питающего напряжения, дискретностью счета.

 

а) б)

Рис. 4.3. Аддитивные (а) и мультипликативные (б) погрешности

9. Грубые погрешности и промахи – случайные погрешности

Никакая математич.обраб.

 

2.2.10. Приближенные методы оценки точности результатов измерений. Расчет доверительного интервала