Обязательными компонентами измерения являются СИ, метод измерения и оператор.
Несовершенство каждого из них приводит к появлению своей составляющей погрешности результата.
Различают инструментальные (аппаратурные), методические и личные (субъективные) погрешности.
Инструментальная погрешность обусловлена погрешностью применяемого СИ. Она может содержать систематическую и случайную составляющие и влияет на результат измерения. Она является следствием ряда причин: износа деталей прибора, излишнего трения, неточного нанесения штрихов шкалы, ее эксцентриситета (несовпадения центра шкалы с осью ее поворота). Например, большую часть систематической погрешности измерения дает в угломерном приборе эксцентриситет лимба относительно оси вращения визирной трубы.
Методическая погрешность возникает из-за несовершенства применяемого метода измерений или допускаемых при его реализации упрощений, установленных методикой измерений.
Эта погрешность присутствует в каждом результате измерения, выполненного данным методом, как бы ни были точны используемые при этом СИ.
Отличительная особенность ее – она не может быть указана в НТД на используемое СИ, поскольку от него не зависит, а должна определяться оператором в каждом конкретном случае. Поэтому оператор должен различать фактически измеряемую ФВ и величину, подлежащую измерению.
Методическая погрешность обусловлена:
отличием принятой модели объекта измерения от самого объекта. Например, длина металлического стержня, моделью которого служит правильный цилиндр, в разных точках концевых сечений отличается от длины образующей;
- влиянием способов применения СИ. Например, при измерении напряжения вольтметром с конечным значением внутреннего сопротивления, Вольтметр шунтирует участок цепи, на котором измеряется напряжение. Поэтому оно оказывается меньше, чем было до подключения вольтметра;
- влиянием алгоритмов (формул), по которым производятся вычисления результатов измерений. Например, когда функциональная зависимость, положенная в основу данного метода косвенного измерения, не точна. Известен способ измерения высоты полета самолета путем измерения давления окружающего воздуха. Он основан на пропорциональности падения давления изменению высоты над уровнем моря. Однако эта зависимость не учитывает влияния ветра, температуры и других факторов на колебания давления. Это вносит погрешность в результат такого косвенного измерения высоты.
Примером несовершенства метода и СИ является несоблюдение принципа Аббе при линейных измерениях. Согласно ему объект измерения должен быть расположен последовательно с мерой сравнения (образец, линейная шкала и т.д.) Тогда мера и линия измерения являются продолжением друг друга. При параллельном же размещении измеряемого размера и меры непрямолинейность и перекос направляющих на угол a вызывает погрешность D = h × tg a» h ×a (h – расстояние между измеряемым объектом и мерой)
Субъективная (личная) погрешность измерения обусловлена погрешностью отсчета оператором показаний по шкалам СИ. Она определяется состоянием оператора, егоположением во время работы, несовершенством органов чувств, эргономическими свойствами СИ.
В производственных условиях оператор округляет отсчет до целого числа делений шкалы, в лабораторных – допускается отсчет в долях деления шкалы. Это делает возможной ошибку отсчета в 0,1¸0,2 деления. Замечено, что некоторые операторы выполняют эту операцию в сторону завышения показаний или, наоборот,уменьшения.
Когда указатель не расположен в плоскости шкалы, возможна ошибка отсчета от параллакса. При отсчете по шкале оператор оценивает положение относительно ее штрихов проекции указателя на плоскость шкалы. Положение этой проекции зависит от угла между линией наблюдения и плоскостью шкалы. Если он отличен от 90° при измерении возникает ошибка отсчета.
