Погрешности измерения

Процесс измерения неизбежно сопровождается ошибками или погрешностями. Погрешностью измерения называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности при измерениях вызываются различными причинами: несовершенством измерительных средств, нестабильностью условий проведения измерений, недостаточным опытом и субъективными ошибками лица, производящего измерения. Несовершенство измерительных приборов заключается в том, что они состоят из деталей, из­готовленных с допуском, что и приводит к погрешности показаний. Точность измерения зависит от точности установки и базирования де­тали и прибора при измерении, величины усилий, прикладываемых к измерительным поверхностям прибора и вызывающих деформации как деталей, так и измерительного прибора, нестабильностью темпера­туры измерительного прибора и контролируемой детали (так, нагрев стальной детали длиной 1 м только на 1 °С приводит к увеличению ее размера до 10 мкм), а также многих других причин.

Погрешности подразделяются на три группы: систематические, слу­чайные и промахи.

Систематической погрешностью измерения называется составляю­щая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономер­но изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же вели­чины. Эти погрешности вызываются неправильной градуировкой и установкой прибора, износом его подвижных деталей, а также несоблюдением правил пользования прибором, нарушением температурно­го режима при измерении и использованием неправильной методики измерения. Систематические погрешности стремятся перед измерением исключить или учесть введением поправок.

Случайной погрешностью измерения называется составляющая по­грешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины и обусловленная слу­чайными величинами, влияние которых на результаты измерений при единичных измерениях практически не может быть учтено.

Выявление влияния случайных погрешностей заключается в проведении возможно большего числа измерений одной и той же величины с после­дующей обработкой результатов измерений на основе теории вероятностей и математической статистики. В этом случае результат измерения представляют в виде, так называемого доверительного интервала. С заданной вероятностью между границами доверительного интервала находится истинное значение измеряемой величины. Например, запись 50 ± 0,01 мм, Р = 99,5 % означает, что истинное значение измеренной длины находится в интервале от 49,99 до 50,01 мм с вероятностью 99,5 %. Оценка случайных погрешностей при технических измерениях обычно не производится.

Грубой погрешностью измерения (промахом), приводящим к явным искажениям результатов измерения, называется погрешность измере­ния, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях. Промахи из результатов измерения исключаются и не принимаются во внимание.

Измерения могут быть прямыми и косвенными и проводиться абсолютным и относительным способами.

При прямых измерениях искомое значение величины находят непос­редственно из опытных данных, т. е. размер детали определяют непос­редственно по показаниям измерительного прибора — это наиболее распространенный метод. К прямым измерениям относят измерение размеров деталей с помощью штангенинструментов, микрометров, угломеров, измерительных микроскопов и др.

При косвенных измерениях искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Например, овальность и конусообразность определяется косвенно как полуразность наибольшего и наименьшего диаметров, средний диаметр резьбы измеряется при помощи трех проволочек по результатам соответствующих расчетов, и т. д.

При абсолютном методе измерения размер детали определяют не­посредственно прямым измерением, т. е. по шкале прибора, проградуированного в единицах измерения; к таким приборам относятся штангенциркули, микрометры, измерительные линейки, угломеры.

При относительном или сравнительном методе измерения опреде­ляют величину отклонения измеряемой величины от плоскопарал­лельной концевой меры длины или от установочной меры известного номинального размера, по которой был предварительно выверен (на­строен) прибор, например индикатор часового типа, оптиметр (см. рис 1) и т. п. Этот метод широко применяется для измерения, например, диаметров отверстий с помощью индикаторных нутромеров

В зависимости от наличия контакта между измерительными поверхностями прибора и контролируемой деталью различают контактный и бесконтактный методы измерения.

При контактном методе измерения измерительные поверхности прибора (например, губки штангенциркуля) соприкасаются с поверхностью измеряемого изделия.

Бесконтактный метод — метод измерения, при котором отсутствует механический контакт детали с измерительным наконечником прибора (оптические методы).

Дата добавления: 2015-06-28