Контрольно-курсовая работа
По дисциплине: “Метрология, стандартизация и сертификация ”
Тема: Классификация погрешностей измерений, возникающих при возведении зданий. Грубые погрешности.
Выполнил: студент группы 320831 Васильцов Д. А.
Проверил: Прохорова А. В.
Тула 2007 г
Содержание
1. Основные понятия
2. Классификация погрешностей измерений
2.1. По форме представления
2.2. По условиям возникновения
2.3. В зависимости от условий и режимов измерения
2.4. В зависимости от причин и места возникновения
2.5. суммарная погрешность измерения
3. Грубые погрешности и промахи
4. Измерения и их погрешности в строительстве
5. Тестовые вопросы
6. Список литературы
Основные понятия
Всякий процесс измерения независимо от условий, в которых его проводят, сопряжён с погрешностями, которые искажают представление о действительном значении измеряемой величины.
Источниками появления погрешностей при измерениях могут служить различные факторы, основными из которых являются несовершенство конструкции средств измерений или принципиальной схемы метода измерения, неточность изготовления средств измерений, несоблюдение внешних условий при измерениях, субъективные погрешности и т. п.
Степень приближения результата измерения к истинному значению определяется размером погрешности (разностью между полученным при измерении и истинным значениями величины), то есть качество измерений характеризуется их погрешностями.
Поскольку истинное значение измеряемой величины остается
неизвестным, неизвестны также и погрешности измерения. Поэтому для определения размеров погрешностей используют условно-истинное значение физической величины, полученное, как правило, в результате более точных измерений или другими методами. Единицы физических величин воспроизводятся с высокой точностью с помощью государственных первичных эталонов и передаются «вниз» эталонным средствам измерений, а от них - paбочим средствам измерений с некоторой потерей точности на каждой ступени передачи (при каждой поверке). При этом значение величины, воспроизводимой эталонным средством измерения при поверке, всегда принимается в качестве условно-истинного значения величины и по нему оценивается погрешность поверяемогосредства измерений. Поверка средств измерений – это определение метрологическим органом погрешностей средств измерений и установление их пригодности к применению.
Изучение причин возникновения погрешностей и уменьшение размеров погрешностей — одна из главных задач практической метрологии, поэтому понятие «погрешность» — одно из центральных в метрологии.
Классификация погрешностей измерений
2.1. По форме представления
погрешности разделяются на абсолютные, относительные и приведённые.
Абсолютная погрешность 
∆ измерений, выражаемея в единицах измеряемой величины, представляется разностью между измеренным и истинным (действительным) значениями измеряемой величины:
Абсолютная погрешность средства измерений соответствует указанному определению, но для меры и измерительного прибора имеет не одинаковый смысл. Абсолютная погрешность меры – разность между номинальным значением меры и истинным (действительным) значением воспроизводимой ею величины. Абсолютная погрешность измерительного прибора представляется разностью между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Показание прибора – значение измеряемой величины, определяемое по отсчётному устройству.
Относительная погрешность 
представляется отношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:
Приведённая погрешность 
(измерительного прибора) – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению 
:
Нормирующее значение в зависимости от типа измерительного прибора принимается равному пределу измерений (в случае, если нижний предел – нулевое значение односторонней шкалы прибора). В случае двузначного отсчётного устройства (в узком смысле – шкалы) прибора нормирующее значение отнесено к диапазону измерений.
2.2. По условиям возникновения у средств измерения
различают основную и дополнительную погрешности.Каждое средство измерений предназначено для работы в определенных условиях, указываемых в нормативно-технической документации. При этом отдельно указывают нормальные условия применения средств измерения, т.е. условия, при которых величины, влияющие на погрешности данного средства измерения, находятся в пределах нормальной области значений и рабочие условия применения — условия работы, при которых значения влияющих величин выходят за пределы нормальных, но находятся в пределах рабочих областей. Погрешность средства измерения, определенная при нормальных условиях, называется основной. Погрешность, обусловленную выходом значений влияющих величин за пределы нормальных значений, называют дополнительной. Принято различать дополнительные погрешности по отдельным влияющим величинам (дополнительная температурная погрешность, дополнительная погрешность за счёт изменения атмосферного давления и т. д.). Как правило, наиболее значимой влияющей величиной является температура окружающей среды.
Для оценивания дополнительных погрешностей в документации на средство измерений обычно указывают нормы изменения показаний при выходе условий измерения за пределы нормальных.
2.3. В зависимости от условий и режимов измерения
различают статическую и динамическую погрешности.
Статической называют погрешность, не зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Примером статической погрешности может служить аддитивная погрешность квантования, возникающая в дискретных измерительных преобразователях, которая не зависит ни от абсолютного значения преобразуемой величины, ни от скорости ее изменения во времени.
Статическая погрешность средства измерения возникает при измерении с его помощью постоянной величины. Если в паспорте на средство измерения указывают предельные погрешности измерений, определенные в статических условиях, то они не могут характеризовать точность его работы в динамических условиях.
Динамической называют погрешность, зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Возникновение динамической погрешности обусловлено инерционностью элементов измерительной цепи средства измерений, т. е. тем, что преобразования в измерительной цепи не происходят мгновенно, а требуют некоторого времени.
Динамической погрешностью средства измерений является разность между погрешностью средства измерений в динамических условиях и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени. При разработке или проектировании средств измерений следует учитывать, что увеличение погрешности измерений и запаздывание появления выходного сигнала связаны с изменением условий.
2.4. В зависимости от причин и места возникновения
погрешности подразделяют на следующие группы: инструментальные, методические, субъективные.
Инструментальная погрешность — это погрешность применяемого средства измерения. Если применяется стандартное средство измерения, прошедшее поверку, то интервал, в котором находится эта погрешность, известен с заданной вероятностью.
Методическая погрешность обусловлена несовершенством применяемого метода измерения. На ее величину оказывают влияние несовершенство принятой измерительной модели, способ применения измерительного средства, алгоритмы, по которым вычисляют результат измерения и другие факторы, не связанные со свойствами применяемого измерительного средства. Методическая погрешность не может быть указана в нормативно-технической документации на используемое средство измерений, так как от него не зависит, и должна определяться в каждом конкретном случае путем специальных исследований (анализа измерительной схемы). Несовершенство применяемого метода измерений (неправильная оценка возникающей методической погрешности) неоднократно приводило к ошибочным выводам при проведении научно-исследовательских работ. Например, для оценки внутренних напряжений в твердеющем бетоне использовали мембранные датчики с деформативностью, в несколько раз превышающей деформативность бетона. В результате фактически измеряли не наибольшее внутреннее давление, а остаточное давление на контакте с мембраной после ее деформации.
Субъективная погрешность (погрешность оператора) обусловлена недостаточной квалификацией или индивидуальными особенностями оператора, выполняющего измерения, и связана с тщательностью выполнения правил всех измерительных операций. Эта погрешность не всегда поддается правильной оценке. Эта погрешность практически отсутствует при использовании автоматических или автоматизированных средств измерений. В большинстве случаев субъективные погрешности относятся к случайным, но некоторые из них, относящиеся к личности оператора, могут быть систематическими.
В отдельную группу выделяют погрешности, обусловленные влиянием внешних условий. Температура, влажность, давление и другие факторы влияют на размеры инструментальной и методической погрешностей. При этом дополнительная инструментальная погрешность, вызываемая отклонением от нормальных условий какого-либо влияющего фактора, может быть указана в метрологических характеристиках средств измерений (в дополнении к основной, определяемой при нормальных условиях). Влияние внешних факторов на методическую погрешность следует оценивать отдельно в каждом конкретном случае. Для большинства видов измерений наиболее полно изучено и поддается учету при определении погрешностей влияние температуры окружающей среды. Погрешности внешних условий по характеру проявления являются систематическими.
2.5. Под влиянием совокупности всех действующих факторов, в том числе внешних, складывается суммарная погрешность измерения
Влияние каждого фактора может исследоваться отдельно, но удобно для исследования и оценки погрешностей делить суммарную погрешность на две составляющие: случайную и систематическую, принципиально отличающиеся по характеру проявления и требующие применения различных способов для их обнаружения, оценки и учета.
Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера физической величины, проведенных с одинаковой тщательностью в одних и тех же условиях. В появлениях таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они обнаруживаются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Случайные 
погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результатах измерений. Описание случайных погрешностей возможно только на основе теории вероятностей и математической статистики.
В отличие от систематических случайные погрешности нельзя исключить из результатов измерений путем введения поправок. Однако их можно существенно уменьшить путем увеличения числа измерений, поскольку среднее арифметическое значение х при этом стремится к истинному значению измеряемой величины Q.
Систематическая погрешность — составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно меняющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Систематическая погрешность, как правило, не изменяется при многократных измерениях и может быть почти полностью устранена путем обнаружения и устранения причины, по которой она возникла, или путем введения поправки. Но систематическая погрешность также содержит некоторый элемент случайности и в некоторой степени обладает свойствами случайной величины. На этом основании предложено считать систематическую погрешность специфической, «выраженной» случайной величиной. Она может также изменяться при многократных измерениях, когда фактор времени или нестабильность измерительной системы вносят заметное изменение в систему.
Следует считать, очевидно, что ряд систематических по своей природе погрешностей присутствует при измерениях в скрытом виде. Поэтому не всегда удаётся чётко разделить погрешности на систематические и случайные. Часть систематических погрешностей, трудно поддающихся учету, причисляют к случайным. Чем больше результаты измерения искажены неучтенными систематическими погрешностями, тем труднее они поддаются математической обработке. Сказанное в определенной мере объясняет те дискуссии, которые ведутся в последние годы вокруг нового понятия «неопределенность измерений».