Різниця між результатами вимірювання та справжнім значенням вимірюваної величини

Назва роботи: Різниця між результатами вимірювання та справжнім значенням вимірюваної величини

Предметна область: Комунікація, зв'язок, радіоелектроніка та цифрові прилади

Опис: Представляючи собою наближені оцінки значень величин, знайдені шляхом вимірювання, вони залежать не тільки від них, але ще й від методу вимірювання від технічних засобів, за допомогою яких проводяться вимірювання та від властивостей органів чуття спостерігача здійснює вимірювання. Різниця між результатами вимірювання та справжнім значенням вимірюваної величини називається похибкою вимірювання. Причиною відхилення істинного значення вимірюваної величини від результату вимірювання можуть бути різні чинники.

Дата завантаження: 2013-08-04

Розмір файлу: 52 KB

Роботу завантажили: 4 чол.

Похибки виміру

При аналізі вимірювань слід чітко розмежовувати два поняття: справжні значення фізичних величин та їх емпіричні прояви - результати вимірювань.

Справжні значення фізичних величин це значення, ідеальним чином відображають властивості даного об'єкта як у кількісному, так і в якісному відношенні. Вони не залежать від засобів нашого пізнання і є тією абсолютною істиною, якої ми прагнемо, намагаючись висловити їх у вигляді числових значень.

Результати вимірів, навпаки, є продуктами нашого пізнання. Уявляючи собою наближені оцінки значень величин, знайдені шляхом виміру, вони залежать не тільки від них, але ще й від методу виміру, від технічних засобів, за допомогою яких проводяться виміри, та від властивостей органів чуття спостерігача, що здійснює виміри.

Різниця між результатами вимірювання та справжнім значенням вимірюваної величини називається похибкою вимірювання.

Причиноювідхилення істинного значення вимірюваної величини від результату вимірювання можуть бути різні чинники.

По-перше, похибка може бути пов'язана з недосконалістю методу вимірювання (методична похибка).

По-друге, похибка може бути обумовлена недосконалістю використовуваних засобів вимірювання (інструментальна похибка), а також умов проведення вимірювання (вплив різних зовнішніх факторів).

Інструментальна похибка поділяється на основну та додаткову.

Основною похибкою називається похибка засобів вимірів за умов, які встановлені нормативно-технічними документами як нормальні для даних вимірів. Додатковими похибками називають зміни похибки засобу вимірювань, викликані відхиленнями величин, що впливають, від нормальних значень або їх виходом за межі нормальних областей значень (до впливових величин відносяться також і неінформативні параметри вхідних сигналів).

Похибка може виникнути через індивідуальну фізіологію оператора (близорукість або навпаки далекозорість тощо) - це так звана суб'єктивна похибка.

Серед інструментальних похибок в окрему групу виділяються похибки схеми, не пов'язані з неточністю виготовлення засобів вимірювання та зобов'язані своїм походженням самій структурній схемі засобів вимірювань (і, зокрема, його кінематичній схемі) та властивостям елементів, що утворюють його, і технологічні похибки, що з'являються внаслідок недосконалості виготовлення елементів.

Залежно від закономірності прояви похибки може бути систематичні і випадкові.

Систематична це така похибка, коли певна складова частина похибки залишається постійною абозмінюється закономірно за всіх повторних вимірах однієї й тієї величини. Або іншими словами це похибка, причини та закон зміни якої відомий.

Випадкова похибка, при якій змінюється складова частина похибки випадковим чином при повторних вимірах однієї і тієї ж величини.

До розряду похибок слід зарахувати грубі похибки чи промахи.

Груба похибка вимірювання Похибка, що істотно перевищує очікувану. Результати з грубими похибками виявляють за допомогою спеціальних статистичних критеріїв та виключають із розгляду. Промах ¦ наслідок несправності засобу вимірювань, порушення правил його застосування, помилкового зчитування показань, їх запису тощо. Промахи виявляються безпосередньо в процесі виконання вимірювань.

У деяких випадках у процесі виміру відбувається відхилення реальної характеристики СІ від номінального значення. При цьому виникають адитивна (не залежить від вимірюваної величини; «нульова» похибка) і мультиплікативна (залежна від вимірюваної величини) похибки.

Мал. 1. Адитивна а) та мультиплікативна б) похибки

Похибки всіх типів виміру надаються і нормуються у певній формі.

Абсолютна похибка дорівнює різниці між значенням, отриманим при вимірі, та його істинним значенням:

де x одержане (виміряне) значення,

x іст Істинне значення вимірюваної величини.

як правило виражається у відсотках.

Для порівняння приладів та пристроїв з різними межами виміру вводиться поняття наведеної похибки

де x ном нормує значення.

За нормуюче значення x ном приймається:

найбільше чи граничне значеннявимірюваної величини;
сума модулів меж вимірювання, якщо нульова позначка розташована всередині діапазону вимірювання;
модуль різниці меж вимірювань, якщо прийнято шкалу з умовним нулем (температура ─50°..0°..+50° С).

Зіставлення приладів за точністю вимірювання здійснюється через так званий клас точності - він виражається через максимальне значення наведеної похибки.

Похибки вимірювальних засобів прийнято поділяти на статичні , що мають місце при вимірі постійних величин після завершення перехідних процесів в елементах приладів та перетворювачів, і динамічні , що з'являються при вимірі змінних величин та обумовлені інерційними властивостями засобів вимірювань. Більш докладним джерелом визначення похибок є ГОСТ 8.00984 «ДСІ. Нормовані метрологічні характеристики засобів вимірів».

Існує державна система забезпечення єдності вимірів. Вона забезпечує сумісність результатів вимірювань, проведених у різних місцях, різний час, різними людьми. Єдність вимірів забезпечується однаковістю засобів та методик виконання вимірювань. Єдність вимірів

контролюється спеціальною метрологічною службою держави. Вона очолюється Державним стандартом (РФ). Усі вимірювальні засоби проходять перевірку ¦ визначення похибок виміру. Перевірка здійснюється метрологічними органами

Повірка один із елементів ланцюга передачі розмірів одиниці фізичної величини від еталона до робочого інструменту вимірювання.

Повірка - це звірення показань засобу вимірювання з показниками більш точного засобу вимірювання.

Перевірка може бути поелементною та комплектною. Поелементна передбачає, що всі елементи приладуповіряються окремо, а комплектна | разом. Всі засоби вимірювання діляться на еталонні, зразкові та робочі засоби вимірювання

Еталони: первинні, вторинні та спеціальні.

Первинний стандарт відтворює одиницю виміру фізичної величини з максимальною точністю.

Вторинний стандарт служить для організації перевірочних робіт та безпеки первинного.

Спеціальний перебуває у особливих умовах, копіює первинний.

Вторинні зразки поділяються на зразки-свідки, зразки-копії, зразки порівняння, робочі зразки.

Зразкові засоби вимірювань повіряються за робочими стандартами і передають розміри фізичних величин робочим засобам. Залежно від класу точності зразкові кошти поділяються на розряди.

Робочі засоби застосовуються для вимірювання та не пов'язані з передачею розміру одиниць фізичних величин.

Служби Держстандарту включають ряд науково-дослідних інститутів у містах: Москва, Санкт-Петербург, Казань, Єкатеринбург, а також ряд структурних регіональних, міських підрозділів. Зокрема, «ЦСМіС РБ» - центр стандартизації, метрології та сертифікації республіки Башкортостан.