Характеристик погрешности измерений

Установление рациональной номенклатуры

Каждый результат измерений, предназначенный для практического использования, должен сопровождаться указанием значений характеристик погрешности измерений, на основе которых он получен.

Все практически используемые характеристики погрешности измерений могут быть разбиты на две группы, отличающиеся областью применения и способами выражения.

К первой группе относятся характеристики, задаваемые в виде требований или допускаемых значений (норм) в конструкторско-технологи-ческой документации, нормативных документах, а также приписываемые методикам выполнения измерений на основании их метрологической аттестации.

Характеристики этой группы являются вероятностными, отражающими вероятностные свойства генеральной совокупности случайной величины, – погрешности измерений. Значения этих характеристик (пределы допускаемых значений или максимально возможные значения) приписываются всей возможной совокупности результатов измерений, выполняемых по определенным, фиксируемым в технической документации правилам или по аттестованным методикам выполнения измерений.

Основной областью применения характеристик этой группы являются массовые технические измерения, выполняемые при технологической подготовке производства, в процессе производства (испытаниях, контроле), эксплуатации и потребления продукции.

Ко второй группе относятся характеристики, оцениваемые непосредственно в процессе выполнения измерений и обработки их результатов. Данные характеристики являются статистическими (выборочными) оценками характеристик погрешности первой группы и отражают близость отдельного результата измерений (для которого они оценены) к истинному значению измеряемой величины. Основной областью их применения являются измерения, выполняемые при проведении научных исследований и метрологических работ (например, определения свойств и состава стандартных образцов, аттестации средств измерений.

В зависимости от назначения результатов измерений, сложности и ответственности решаемых с их использованием задач номенклатура выбираемых характеристик погрешности измерений может быть различной. Однако во всех случаях она должна обеспечивать возможность сопоставления и совместного использования результатов измерений, достоверную оценку качества и эффективности решаемых измерительных задач. Это означает, что выбираемые характеристики должны быть связаны с соответствующими критериями качества и эффективности решения этих задач.

Указанным требованиям удовлетворяют следующие комплексы характеристик погрешности измерений, применение которых рекомендовано МИ 1317–86:

– границы (нижняя D _L и верхняя D _h), в пределах которых погрешность измерений находится с заданной вероятностью Р;

– среднее квадратическое отклонение s погрешности измерений;

– характеристики случайной и неисключенной систематической погрешности измерений.

Способы представления (нормирования) указанных характеристик погрешности (их числовых значений) различны в зависимости от того, к какой из приведенных выше групп они относятся. Так, вероятностные характеристики, задаваемые в виде требований к измерительным процессам, нормируются и указываются в технической документации пределами допускаемых значений. Например, пределом _р допускаемых значений среднего квадратического отклонения погрешности измерений; нижней D _{h p} и верхней D _{h p} границами допускаемого интервала, в котором погрешность измерений находится с вероятностью, равной 1 (Р = 1) и т.п.

Вероятностные характеристики, приписываемые методикам выполнения измерений на основании их метрологической аттестации, указываются в виде наибольших возможных или приписанных значений, например, наибольшего возможного значения _м среднего квадратического отклонения погрешности измерений, нижняя D _{l м} и верхняя D _{h м} границы максимально возможного интервала, в котором погрешность измерений, выполняемых по аттестованной методике, находится с вероятностью Р (в особо важных, ответственных случаях Р может быть принято равной 1) и т.п.

Границы, в пределах которых погрешность измерений находится с заданной вероятностью Р, целесообразно нормировать в тех случаях, когда результаты измерений являются окончательными, пригодными для решения определенной технической задачи и не предназначены для совместного использования с другими результатами измерений при оценках, расчетах, вычислениях.

В случае необходимости и интервальные характеристики можно использовать при расчетах погрешностей, косвенно определяемых по любым аналитическим зависимостям величин. Однако оценки погрешности получаются при этом весьма грубыми.

Среднее квадратическое отклонение погрешности измерений (комплексно характеризующее и случайную, и несключенную систематическую составляющие погрешности измерений) целесообразно нормировать тогда, когда характеристики погрешности определяются расчетным путем по нормированным значениям их частных составляющих, и в тех случаях, когда не интересуются той частью погрешности, которую можно компенсировать повторными измерениями.

Раздельное нормирование характеристик случайной и несключенной систематической составляющей погрешности измерений целесообразно применять в тех случаях, когда результаты измерений используются (могут использоваться) совместно с другими результатами измерений, а также когда эти (точечные) характеристики необходимо или удобно использовать для расчетов функционально связанных с ними величин (например, функций потерь, критериев эффективности и т.п.).

Там, где в номенклатуру показателей входят точечные характеристики (средние квадратические отклонения) погрешности измерений, целесообразно (если это возможно и необходимо) указывать теоретический вид или качественное описание (например, симметричное, одномодальное и т.п.) распределения генеральной совокупности, из которой отобраны данные для оценки этих характеристик, а также число n данных. Такое указание позволит (если возникнет необходимость) перейти от точечных характеристик к интервальным с наименьшими потерями точности.

Дата добавления: 2015-07-02