Систематические погрешности подразделяются на
Лекция №6
Погрешности измерений
● Истинное значение физической величины ( X ист ) – значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в количественном и качественном отношениях соответствующее свойство объекта (согласно ГОСТ 16263-70).
Результат любого измерения отличается от истинного значения физической величины на некоторое значение, зависящее от многих факторов.
Отклонение результата измерения от истинного значения физической величины называется ●погрешностью измерения.
Поскольку определить истинное значение физической величины в принципе невозможно, т. к. это потребовало бы применения идеально точного средства измерений, то на практике вместо понятия истинного значения физической величины применяют понятие ● действительного значения измеряемой величины X (или X д ), которое настолько точно приближается к истинному значению, что может быть использовано вместо него. Это может быть, например, результат измерения физической величины образцовым средством измерения.
Причины возникновения погрешностей:
1) Погрешности связанные со средством измерений:
· конструктивные особенности СИ (зазоры, трение, использование/неиспользование принципа Аббе);
· погрешности изготовления СИ;
2) погрешности присущие методу измерений (округления, допущения, приближенные формулы);
3) свойства объекта (шероховатость, отклонения формы, старение материала и т.п.);
4) человеческий фактор (ошибки оператора, параллакс (неправильный угол зрения на стрелочную шкалу));
5) влияние внешней среды (t°, освещенность, стабильность параметров эл. сети, вибрации и шум);
6) измерительные усилия и их нестабильность (деформация объекта и СИ).
Примечание: бесконтактные методы измерения не имеют этого источника погрешностей
Классификация погрешностей измерений
● Абсолютная погрешность измерения – это разность между результатом измерения X (или X д ) и истинным значением физической величины X ист . Выражается в единицах измеряемой величины.
ΔX= X - X ист
(Пример: dд=30 ±0,005 мм, ΔX =±0,005 мм)
● Относительная погрешность измерения – это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины (выраженное в процентах или в долях единицы):
δX = (ΔX / X) 100%
(Пример: Измерение ШЦ II – 250 – 0,05 может привести к появлению абсолютной погрешности 
0,05мм, при этом погрешность относительная при действительном размере 200мм будет равна 
или 0,00025 )
● Приведенная погрешность – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению L – условно принятому значению физической величины, постоянному во всем диапазоне измерений: γ = (ΔX / L) 100%
Для приборов с нулевой отметкой на краю шкалы нормирующее значение L равно конечному значению диапазона измерений. Для приборов с двухсторонней шкалой, т. е. с отметками шкалы, расположенными по обе стороны от нуля значение L равно арифметической сумме модулей конечных значений диапазона измерения.
Погрешность измерения (результирующая погрешность) является суммой двух составляющих: систематической погрешности и случайной погрешности.
● Систематическая погрешность – это составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Причинами появления систематической погрешности могут являться неисправности средств измерений, несовершенство метода измерений, неправильная установка измерительных приборов, отступление от нормальных условий их работы, особенности самого оператора. Систематические погрешности в принципе могут быть выявлены и устранены. Для этого требуется проведение тщательного анализа возможных источников погрешностей в каждом конкретном случае. (Пример: сбит «0» у прибора – систематическая постоянная погрешность, износ измерительных наконечников - систематическая переменная погрешность).
●Случайная погрешность – это составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Наличие случайных погрешностей выявляется при проведении ряда измерений постоянной физической величины, когда оказывается, что результаты измерений не совпадают друг с другом. Часто случайные погрешности возникают из-за одновременного действия многих независимых причин, каждая из которых в отдельности слабо влияет на результат измерения.
Во многих случаях влияние случайных погрешностей можно уменьшить путем выполнения многократных измерений с последующей статистической обработкой полученных результатов.
В некоторых случаях оказывается, что результат одного измерения резко отличается от результатов других измерений, выполненных при тех же контролируемых условиях. В этом случае говорят о грубой погрешности (промахе) измерения. Причинами появления промаха могут являться ошибки оператора, возникновение сильной кратковременной помехи, выход прибора из строя, неправильно выбранный или реализованный метод измерения, толчок, нарушение электрического контакта и т. д. Такой результат, содержащий грубую погрешность необходимо выявить, исключить и не учитывать при дальнейшей статистической обработке результатов измерений. Грубые промахи выявляются при повторных измерениях, либо при измерениях в других условиях, либо другими средствами измерения. Кроме того существуют математические методы исключения грубых ошибок из ряда результатов измерений.
Систематические погрешности подразделяются на
методические , инструментальные и субъективные.
●Методические погрешности происходят от несовершенства метода измерения, использования упрощающих предположений и допущений при выводе применяемых формул, влияния измерительного прибора на объект измерения. Например, измерение температуры с помощью термопары может содержать методическую погрешность, вызванную нарушением температурного режима объекта измерения вследствие внесения термопары.
●Инструментальные погрешности зависят от погрешностей применяемых средств измерения. Неточность градуировки, конструктивные несовершенства, изменения характеристик прибора в процессе эксплуатации и т. д. являются причинами основных погрешностей инструмента измерения. Дополнительные погрешности, связанные с отклонением условий, в которых работает прибор, от нормальных, отличают от инструментальных (ГОСТ 8.009-84), т. к. они связаны скорее с внешними условиями, чем с самим прибором.
●Субъективные погрешности вызываются неправильными отсчетами показаний прибора человеком (оператором). Например, погрешность от параллакса, вызванная неправильным направлением взгляда при наблюдении за показаниями стрелочного прибора. Использование цифровых приборов и автоматических методов измерения позволяет исключить такого рода погрешности.
Во многих случаях систематическую погрешность в целом можно представить как сумму двух составляющих аддитивной Δа и мультипликативной Δм.
Такой подход позволяет легко скомпенсировать влияние систематической погрешности на результат измерения путем введения раздельных поправочных коэффициентов для каждой из этих двух составляющих.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 107; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!