Закономерности формирования результата измерения, понятие погрешности, источники погрешностей

Метрологические свойства СИ - это свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками СИ.

Метрологические характеристики, устанавливаемые НД, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

Все метрологические свойства СИ можно разделить на две группы:

1) свойства, определяющие область применения СИ;

2) свойства, определяющие качество измерения.

К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относится диапазон измерений и порог чувствительности.

К метрологическим свойствам второй группы относятся три главных свойства, определяющие качество измерений: точность, сходимость и воспроизводимость измерений.

Наиболее широко в метрологической практике используется первое свойство - точность измерений. Точность измерений СИ определяется их погрешностью.

Погрешность - это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины.

Не следует путать понятия "погрешность" и "ошибка". Первая возникает по объективным обстоятельствам, устранить ее невозможно, можно уменьшить с помощью определенных методов. Термин "ошибка" связан с субъективными обстоятельствами. После проверки результатов ее устраняют.

Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4-го), для эталона 4-го разряда, в свою очередь, - значение физической величины, полученное с помощью рабочего эталона 3-го разряда. Таким образом, за базу для сравнения принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке:

∆= Х -Х_п, (4)

где: ∆Х_п - погрешность поверяемого СИ; Х_п - значение той же самой величины, найденное с помощью поверяемого СИ; Х_д - значение СИ, принятое за базу для сравнения, т.е. действительное значение.

Например, при измерении барометром атмосферного давления получено значение Х_п = 1017 гПа(гектопаскаль). За действительное значение принято показание рабочего эталона, которое равняло Х= 1020 гПа. Следовательно, погрешность измерения барометром составила:

∆Х_п = 1017- 1020 = -3 гПа.

Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

- по способу выражения - абсолютные, относительные;

- по характеру проявления - систематические, случайные;

- по отношению к условиям применения - основные,
дополнительные.

Наибольшее распространение получили метрологические свойства, связанные с первой группировкой, - с абсолютными и относительными погрешностями.

Точность измерений СИ - качество измерений, отражающее близость их результатов к действительному (истинному) значению измеряемой величины. Точность определяется показателями абсолютной и относительной погрешности.

Определяемая по формуле: (4) ∆Х_п является абсолютной погрешностью. Однако в большей степени точность СИ характеризует относительная погрешность (д), т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины, измеряемой или воспроизводимой главным СИ:

δ = (5)

Точность может быть выражена обратной величиной относительной погрешности - 1/5. Если погрешность δ = 0,1% или 0,001 = 10³, то точность равна 10³.

Ответственным этапом является оценивание погрешности измерений путем анализа возможных источников и составляющих погрешности измерений: методических составляющих (например, погрешности, возникающие при отборе и приготовлении проб), инструментальных составляющих (допустим, погрешности, вызываемые ограниченной разрешающей способностью СИ); погрешности, вносимые операторами (субъективные погрешности).

Дата добавления: 2014-01-03