Навігація
Головна
 
Головна arrow Товарознавство arrow Метрологія, стандартизація і сертифікація
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Похибки вимірювань

Поняття про похибки вимірювань

Всякий процес вимірювання незалежно від умов, в яких його проводять, пов'язаний з похибками, які спотворюють уявлення про дійсне значення вимірюваної величини.

Джерелами появи похибок при вимірах можуть служити різні фактори, основними з яких є недосконалість конструкції засобів вимірювань або принципової схеми методу вимірювання, неточність виготовлення засобів вимірювань, недотримання зовнішніх умов при вимірах, суб'єктивні похибки і т. П.

Під недосконалістю засобів вимірювань розуміється, наприклад, недотримання принципу Аббе при лінійних вимірах, згідно з яким в процесі вимірювання об'єкт вимірювання повинен бути розташований послідовно з мірою порівняння, т. Е. Так, щоб міра і лінія вимірювання були продовженням один одного.

До групи похибок, викликаних недосконалістю конструкції засобів вимірювання, можна віднести похибки вимірювання, викликані вимірювальним зусиллям при контактних вимірах.

Класифікація похибок вимірювання

Похибкою засобів вимірювань називається відхилення його свідчення (вихідного сигналу) від воздействующей на його вхід вимірюваної величини (вхідного сигналу).

Похибки, що виникають у процесі вимірювань, можна розділити на систематичні і випадкові. Крім цього, в процесі вимірювання можуть з'явитися грубі (дуже великі) похибки, а також можуть бути допущені промахи.

До систематичних погрішностей відносять складову похибки вимірювань, яка залишається постійною або закономірно змінюється при повторних вимірах однієї і тієї ж величини. Як правило, систематичні похибки можуть бути в більшості випадків вивчені до початку вимірювань, а результат вимірювання може бути уточнений за рахунок внесення поправок, якщо їх числові значення визначені, або за рахунок використання таких способів вимірювань, які дають можливість виключити вплив систематичних похибок без їх визначення .

До випадкових погрішностей вимірювання відносять складові похибки вимірювань, які змінюються випадковим чином при повторних вимірах однієї і тієї ж величини.

На відміну від систематичних похибок випадкові похибки не можна усунути заздалегідь. Однак уточнити результат вимірювання можна за рахунок проведення повторних вимірів, тобто. Е. Знайти значення вимірюваної величини, більш близьке до істинного, ніж результат одного виміру. Ці похибки є наслідком, наприклад, змін зовнішніх умов вимірювань випадкового характеру, змін показання вимірювального приладу, похибки округлення при знятті відліку і т. П.

Промахами і грубими похибками називають похибки вимірювання, які значно перевищують очікувані за даних умов вимірювань систематичні або випадкові похибки. Якщо результати вимірювань використовуються в розрахунках, то перед цим необхідно усунути вимірювання, що містять грубі похибки. Основними причинами цих похибок є: помилки експериментатора; різке і несподіване зміна умов вимірювання; несправність приладу і т. п. Для виявлення грубих похибок використовуються методи математичної статистки.

Систематичні похибки

Загальні відомості про систематичні погрішності

Систематичні похибки при повторних вимірах залишаються постійними або змінюються за певним законом. Ці похибки в деяких випадках можна визначити експериментально, а отже, отриманий результат вимірювання може бути уточнений шляхом введення поправки.

Відомий ряд способів виключення систематичних похибок, які умовно можна розділити на чотири основні групи:

  • - Усунення джерел похибок до початку вимірювань;
  • - Виключення похибок в процесі вимірювання способами заміщення, компенсації похибок по знаку, протиставлення, симетричних спостережень;
  • - Внесення відомих поправок в результат вимірювання (виняток похибок обчисленням);
  • - Оцінка кордонів систематичних похибок, якщо їх не можна виключити.

За характером прояву систематичні похибки поділяються на постійні, прогресивні і періодичні.

Постійні систематичні похибки - похибки, які протягом усього часу вимірювань зберігають своє значення. Наприклад, якщо для вимірювання деякої величини використовується шкала приладу, в градуюванні якій є похибка, то така похибка переноситься на все результати вимірювання. Це відноситься до похибки кінцевих мір довжини, гир і т. П.

Прогресивні похибки - похибки, які в процесі вимірювань зростають або убувають. До таких погрішностей можна віднести, наприклад, похибки, що виникають внаслідок зносу контактуючих деталей засобів вимірювання, поступове падіння напруги джерела струму, що живить вимірювальну ланцюг, і т. П.

Періодичні похибки - похибки, значення яких є періодичною функцією часу або функцією переміщення покажчика вимірювального приладу. Такі похибки зустрічаються в індикаторах годинникового типу (приладах з круговою шкалою і стрілкою). Наприклад, якщо вісь стрілки індикатора смішила щодо центру шкали на деяку величину, то похибка Ato змінюється за синусоїдальним законом Ato = е sin to, де е - ексцентриситет (змішання центру шкали); to - кут повороту стрілки в процесі вимірювання, відлічуваний від прямої, що проходить через центр шкали і вісь повороту стрілки.

Систематичні похибки можуть змінюватися також по складному закону за рахунок спільної дії декількох систематичних похибок. Наприклад, такий похибкою є похибка міри довжини, яка виникає при відхиленні температури, при якій виконуються вимірювання від нормальної температури. Величина цієї похибки визначається за формулою

де А /, - похибка міри довжини, що виникає при зміні температури на ДЛ ° С; / н - довжина заходи при нормальній температурі; Дг = / "- / н - відхилення температури від нормальної; / н - нормальна температура; / і - температура при застосуванні запобіжного довжини; а і ¡5 постійні коефіцієнти, що визначаються дослідним шляхом.

У групу систематичних похибок можна віднести: інструментальні похибки; похибки через неправильну установки вимірювального пристрою; похибки, що виникають внаслідок зовнішніх впливів; похибки методу вимірювання (теоретичні похибки); суб'єктивні похибки.

Інструментальними похибками називають похибки, причина яких полягає у властивостях застосовуваних засобів вимірювань. Наприклад, равноплечіе ваги не можуть бути ідеально рівноплечого. Причиною інструментальних похибок є також тертя в зчленуваннях рухомих деталей приладів.

Засобам вимірювань, які мають шкалу, притаманні похибки, що виникають в неточності нанесених відміток шкали (похибки градуювання). Інструментальні похибки можуть з'являтися внаслідок зносу (розмір кінцевий міри довжини зменшується). Величина зносу залежить від інтенсивності використання.

Правильність показань ряду засобів вимірювань може залежати також від положення їх рухомих частин по відношенню до нерухомих. До таких засобів належать, наприклад, равноплечіе ваги, засоби, в конструкцію яких входить маятник або інші підвішені рухомі частини (гальванометри). Відхилення такого засобу від правильного положення може призвести до похибки результату. Для зменшення похибки вимірювання в таких засобах використовуються пристрої для установки їх у правильному положенні (рівні, схили і т. П.). Навколишня температура, магнітні та електричні поля, атмосферний тиск, вологість повітря відносяться до зовнішніх умов, що призводить до виникнення похибок внаслідок їх зміни. Якщо значення окремих факторів виходять за межі встановлених меж, то це може виявитися причиною появи додаткових похибок.

Якщо між вимірюваним явищем або властивістю і принципом дії засоби вимірювань немає теоретично доведеною залежності, то це може стати причиною виникнення похибок методу вимірювання (теоретичних похибок).

Похибки методу вимірювання є наслідком спрощень або припущень, застосування емпіричних формул і залежностей. Прикладом таких вимірювань є вимірювання твердості металів різними методами (Роквелла, Брінелля, Вікерса та ін.). У кожному з цих методів твердість вимірюється в своїх умовних одиницях, а переклад результатів з однієї шкали в іншу провадиться наближено.

Індивідуальні властивості людини, які зумовлені особливостями його організму або вкоріненими неправильними навичками, призводять до суб'єктивних систематичних похибок. Наприклад, швидкість реакції на сигнал різна у різних осіб (на звуковий сигнал швидкість реакції людини коливається в межах 0,082-0,195 с, а на світловий сигнал - 0,15-0,225 с).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук