Методический материал к лекции №2.
ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ
Точность измерений — качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Количественным выражением качественного понятия «точность» является погрешность. Следует различать погрешность результата измерения (это более общее понятие) и погрешность инструмента.
Погрешность результата измерения
Истинное значение измеряемой величины принципиально не может быть найдено (грамотный экспериментатор, понимая это, и не стремится к этому). Поэтому и реальное (истинное) значение погрешности результата определить не представляется возможным. Поэтому обычно рассматривают оценку измеряемой величины (приблизительное значение измеряемой величины) и диапазон значений погрешности.
Погрешность — довольно сложное и емкое понятие. Погрешность результата любого измерения в общем случае складывается из трех составляющих: инструментальной, методической и субъективной.
Инструментальная погрешность определяется основными метрологическими характеристиками измерительного средства.
Методическая погрешность результата измерения зависит от используемого метода измерения и не зависит от погрешности самого инструмента. Методическая погрешность может быть значительной, однако принципиально ее можно оценить или даже скомпенсировать.
Субъективная погрешность не зависит ни от погрешности прибора, ни от метода измерения, а в основном определяется квалификацией пользователя. Эту погрешность не всегда можно предвидеть и заранее оценить.
|
|
|
Инструментальная погрешность
Наибольшей в окончательной погрешности результата измерения является инструментальная погрешность. Эта погрешность может быть классифицирована по ряду признаков, как показано на рис. 2.1. Некоторые из признаков отмеченных в этой классификации присущи как результату измерения, так и самим измерительным средствам. Специфические погрешности, характерные именно для средств измерений, выделены на рис. 2.1 фоном.
Рис. 2.1. Упрощенная классификация погрешностей средства измерений
Как следует из рисунка по способу выражения инструментальные погрешности делятся на абсолютные, относительные и приведенные.
Абсолютная погрешность Δ (дельта) — самая простая и понятная — это разность между измеренным Х и истинным Хист (или действительным Хд, т. е. полученным более точным прибором) значениями измеряемой величины.
Относительнаяпогрешность δ (дельта малая) — отношение абсолютной погрешности к действительному Хд (или измеренному X) значению, выраженное в процентах.
Приведеннаяпогрешность γ — отношение абсолютной погрешности Δ к нормирующему значению Хн (часто это верхний предел диапазона измерения) прибора, выраженное в процентах.
|
|
|
Основная погрешность имеет место в нормальных условиях эксплуатации измерительных средств, т.е. когда значения всех влияющих величин находятся в пределах заранее оговоренных диапазонов.
Дополнительная погрешность возникает при изменении влияющих величин (например, температуры окружающей среды) за пределы нормальных значений.
По виду зависимости (в абсолютном виде) от значения измеряемой величины X погрешности разделяют следующим образом..
Рис. 2.2. Зависимость погрешностей от значения измеряемой величины X:
а — аддитивная погрешность; б — мультипликативная погрешность; в — погрешность линейности
Аддитивной называется погрешность Δа, значения которой (будучи представленными в абсолютной форме) не выходят за рамки независящего от значения измеряемой величины Х коридора (см. рис. 2.2а).
Мультипликативнойназывается такая погрешность Δм, значения которой не выходят за рамки линейно зависящего от значения измеряемой величины Х коридора (см. рис. 2.2б).
Любое другое поведение характерно для погрешности линейности ΔЛ, часто упрощенно называемой нелинейностью(см. рис. 2.2в).
|
|
|
Известны и другие виды погрешностей.
Систематическая— это такая погрешность, значение которой при повторении экспериментов неизменно или меняется по известному закону. Систематические погрешности, как правило, могут быть оценены и, следовательно, учтены путем введения поправок в результат измерения.
Случайные — это такие погрешности, значения которых непредсказуемы. К случайным относятся различные промахи (сбои), которые объясняются или грубой ошибкой оператора, или кратковременной неисправностью аппаратуры, или влиянием внешних электромагнитных полей. В случае многократных измерений влияние случайной погрешности можно уменьшить обработкой полученных результатов, например, нахождением их среднего арифметического значения.
Статическая погрешность прибора — погрешность при измерении значения постоянной (или очень медленно меняющейся) величины, т.е. в случае статических измерений (при использовании статической модели объекта исследования).
Динамическая погрешность возникает при исследовании достаточно быстро меняющейся во времени величины. Например, если действующее значение (в данном случае информативный параметр) переменного напряжения электрической сети неизменно и измеряется щитовым электромагнитным вольтметром, то будет иметь место только статическая погрешность, хотя сама входная величина (напряжение — функция времени) меняется с частотой примерно 50 Гц.
|
|
|
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 678; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!