Тема 2.1 Классификация погрешностей измерения
Показания приборов обычно отличаются от действительных значений искомых величин из-за погрешностей измерений.
Погрешность измерений – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Причинами погрешности могут быть:
· Несовершенство измерительного прибора (инструментальная погрешность)
· Индивидуальные свойства экспериментатора (личная погрешность)
· Несовершенство метода измерений (погрешность метода измерения)
· Внешняя окружающая среда (погрешность, обусловленную неправильной установкой и взаимным расположением средств измерений)
По закономерности проявления и методов учёта погрешности делятся на следующие виды:
| Систематические | Случайные | Промахи |
| При повторных измерениях не изменяются по величине и знаку, либо изменяется, но по определённому закону. | Появление этих погрешностей не подчиняется какому-либо закону и при повторных изменениях результаты появляются различные | Очень большие погрешности. Они резко выделяются на фоне случайных и возникают из-за оплошности экспериментатора. |
Методы повышения точности измерений
Для решения задачи повышения точности измерений применяются различные методы (рис. 4).
Рис. 4. Классификация методов повышения точности измерений
Для уменьшения случайной составляющей погрешности измерений увеличивают число наблюдений. Однако на практике в большинстве случаев трудно обеспечить постоянство самого объекта измерений в течение длительного времени, а это может при увеличении числа наблюдений n привести к увеличению погрешности, а не к ее уменьшению.
Другим методом повышения точности измерений за счет уменьшения случайной составляющей погрешности является использование параллельных одновременных измерений одной и той же физической величины. Для этого необходимо использовать сразу несколько средств измерений. Результаты наблюдений, полученных при этих измерениях, обрабатывают совместно.
К методам устранения источников систематической погрешности до начала измерений относится проведение калибровки прибора, т.е. настройка прибора на точные измерения. Для проведения калибровки на некоторых приборах есть специальные органы управления на лицевой панели.
Методы исключения систематических погрешностей по окончании измерений – это применение поправок и учет погрешностей средств измерений.
Поправка - значение величины, вводимое в неисправленный результат измерения с целью исключения одной из систематических составляющих погрешности. Поправка, прибавляемая к результату, измерения, должна быть численно равна систематической погрешности, но противоположна ей по знаку.
С = - ∆ А – поправка
При обработке конечных результатов измерения учитывается погрешность средства измерения. Погрешность приборов указывается в технических характеристиках к ним.
Кроме этих методов применяют методы, позволяющие определять и исключать систематическую погрешность в процессе измерений. Применение таких методов возможно и целесообразно в тех случаях, когда известна природа исключаемой систематической погрешности. К числу этих методов относятся: метод замещения, метод компенсации погрешности по знаку и различные методы, базирующиеся на совместных или совокупных измерениях.
Одним из наиболее радикальных путей повышения точности измерений при прочих равных условиях является использование более точных средств измерений. Появление и развитие микроэлектронной техники и микропроцессоров, обеспечивающие возможность практически полной автоматизации самых сложных измерительных процессов, позволили использовать для увеличения точности средств измерений рассмотренные выше методы повышения точности измерений.
Тема 2.2 Определение погрешностей измерения
По форме представления и расчета погрешности делятся:
Абсолютная погрешность
Абсолютной погрешностью измерительного прибора Δ называют разность показаний прибора и истинного (действительного) значения измеряемой величины:
где А – показание прибора (измеренное значение)
Ад – действительное значение измеряемой величины