Основные характеристики и критерии качества измерений. Классификация измерений

Классификация измерений

При классификации видов измерений исходят из сопутствующих им факторов и условий (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Классификация видов измерений

Признаки классификации	Виды измерений
1. Общие приемы получения результата (или способы обработки экспериментальных данных для нахождения результата)	1.1 Прямые 1.2 Косвенные 1.3 Совокупные 1.4 Совместные
2. Характер изменения измеряемой величины в процессе измерений	2.1 Статические 2.2 Динамические
3. Число измерений в ряду измерений	3.1 Однократные 3.2 Многократные
4. Способ выражения результатов измерений	4.1 Абсолютные 4.2 Относительные
5. Условия, определяющие точность результата измерения (в том числе, метрологическое назначение измерения)	5.1 Эталонные 5.2 Контрольно-поверочные 5.3 Технические
6. Характеристика точности измерений	6.1 Равноточные 6.2 Неравноточные

Прямым называется измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно из опытных данных. Например, измерения длины линейкой, углов – угломерами, массы – при помощи весов, измерение давления и температуры при контроле технологических процессов.

Косвенным называют измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При косвенных измерениях измеряют не собственно определяемую величину, а другие величины, функционально с нею связанные. Значение измеряемой величины находят путем вычисления по формуле:

Q = f (X _b… X _n),

где Q – искомое значение величины; (X _b… X _n) – значения величин, определяемых прямым измерением.

Примером косвенного измерения может служить, например, определение среднего диаметра резьбы с помощью трёх проволочек или угла с помощью синусной линейки.

Абсолют­ные измерения основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) на использовании значений физических констант, например, определение длины в метрах, силы электрического тока в амперах или измерение силы F, воздействующей на тело, на основании измерения массы тела m и использования физической почтоянной ускорения свободного падения g (в точке измерения массы).

Относительные измерения – это измерения от­ношения величины к одноименной, играющей роль единицы, или отношения величины к одноименной, принимаемой за исходную (например, измерение относительной влажности воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в одном кубическом метре воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает один кубический метр воздуха при данной температуре).

К контрольно-поверочным измерениям относятся такие, при которых погрешность не должна превышать заданного значения. Сюда относятся измерения, выполняемые госу­дарственными метрологическими центрами, поверочными и заводскими измерительными. Такие измерения относят к метрологическим, выполняемым при помощи эталонов и образцовых средств измерений для передачи их размеров рабочим средствам измерений.

При технических измерениях погрешность результата определя­ется характеристиками рабочих средств и методик измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на машиностроительных предприятиях, на щитах распределительных устройств электрических станций и др.

Основными характеристиками измерений являются: принцип, метод, по­грешность измерений. Они включают и такие критерии качества измерений, как точность, достоверность, правильность, сходимость и воспроизводимость результатов измерений.

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений. Например, измерение температуры с использованием термо­электрического эффекта, измерение взвешиванием массы с использованием силы тяжести.

Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения изме­ряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений. Выбор метода измерений определяется назначением их результатов т требованиями к точности измерений.

Методика выполнения измерений (МВИ) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом. Как видно из определения, под МВИ понимают технологический процесс измере­ний. МВИ – это, как правило, документированная измеритель­ная процедура. МВИ в зависимости от сложности и области применения излагают в следующих формах: отдельном доку­менте (стандарте, рекомендации и т. п.); разделе стандарта: час­ти технического документа (разделе ТУ, паспорта).

Погрешность результата измерения – отклонение результата измере­ния от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Точность результата измерений – одна из характеристик качества из­мерения, отражающая близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным.

Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна 10^-2 (или 1%), то точность измерений равна 10².

Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это даёт возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.

Неопределенность измерений – это параметр, характеризующий рассеяние результатов измерений в серии вследствие влияния случайных и не исключенных систематических погрешностей в виде оценок средней квадратической погрешности или доверительных границ погрешности измерений (нормативный документ МОМВ).

Под правильностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.

Сходимость результатов измерений – близость друг к другу результа­тов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и те­ми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одина­ковой тщательностью. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.

Воспроизводимость результатов измерений – близость друг к другу ре­зультатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное вре­мя, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, дав­лению, влажности и др.).

Дата добавления: 2014-01-15