Файл: Основы метрологии, стандартизации и сертификации кафедра промышленного, гражданского строительства и экспертизы недвижимости.pptx

Группы погрешностей (инструментальная, методические, субъективные) при своем проявлении могут содержать случайную и систематическую составляющие, поэтому при анализе причин возникновения систематических погрешностей выделяют эти же группы погрешностей с добавлением четвертой – погрешностей внешних влияний. Методические погрешности подразделяют при этом на теоретические и (погрешности измерительной модели, или погрешности метода) и практические (погрешности установки прибора и т.д.). Главные источники систематических погрешностей в большинстве измерений известны и разработаны методы, позволяющие их устранить до начала измерения или, если это невозможно, определить поправку для внесения в результат измерений.

* Юстировка СИ – комплекс операций по доведению инструментальных погрешностей до значений, соответствующих техническим требованиям.

Инструментальные погрешности возрастают, как правило, при увеличении срока служба измерительных средств. При этом увеличение погрешностей в два – четыре раза превышающих допускаемые значения, может долго оставаться незамеченным. Особенно это опасно в эталонных СИ. Следовательно, необходимо устанавливать разумный межповерочный интервал с учетом условий и интенсивности эксплуатации СИ.

Теоретические погрешности – погрешность метода измерений, погрешности несоответствия (некорректности) измерительной модели исследуемому объекту, использование упрощений или допущения при вычислении результатов. Примеры:

1. При определении площади прямоугольника не всегда достаточно измерить две его стороны. В зависимости от допустимой погрешности в измерениях должны или нет контролироваться углы, равенство диагоналей, равенство противоположных сторон, прямолинейность, неплоскостность.

2. При определении прочности бетона неразрушающими методами с использованием эмпирических зависимостей (например, скорость ультразвука – прочность) систематическая составляющая погрешности метода, как правило, значительно превосходит допустимую, если не произведено уточнение цены деления прибора путем предварительных испытаний, позволяющих учесть вид заполнителей и особенностей состава бетона.

4. При измерении электрического сопротивления при помощи амперметра и вольтметра на основе закона Ома вносится систематическая погрешность, зависящая от сопротивлений амперметра и вольтметра. При точных измерениях эти сопротивления должны быть известны и учтены в виде поправок к результатам измерений.

Практические погрешности – это погрешности установки прибора, погрешности оператора и погрешности, возникающие от воздействия влияющих величин рабочей среды измерений на объект измерений, средство измерений и метод измерений.

Погрешности установки прибора

1 ... 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Неправильность установки прибора – наиболее частая причина неучтенных погрешностей при линейно-угловых измерениях с помощью линейки, метра, рулетки, угольника, штангенциркуля.

Отметим, что рассмотренные теоретические погрешности и погрешности установки во многом сходны и по существу являются методическими. Вместе с тем, приведенные причины погрешности при линейно-угловых измерениях можно отнести к субъективным.

Погрешность оператора (субъективная)

запаздывание при регистрации измерительного сигнала,
низкая точность при отсчете по шкале,
приложение недостаточных или избыточных физических усилий при выполнении измерений,
неправильный выбор позиции и т.п.

Погрешности внешних влияний легко учитываются, если фактор влияния хорошо изучен и постоянно контролируется.

В большинстве областей измерений известны главные источники систематических погрешностей и разработаны методы, исключающие их возникновение или устраняющие их влияние на результат измерения. Однако, влияние некоторых факторов (магнитные и электрические поля, ионизирующие излучения, изменения атмосферного давления и др.) может оставаться незамеченным оператором и недооцениваться, особенно когда влияние непрерывно и погрешность остается постоянной в процессе измерений.

Используют следующие пути учета и исключения систематических погрешностей от внешних воздействий:

Метод замещения применяют также при измерении электрического сопротивления при помощи моста и мер сопротивления; измерении силы света при помощи фотометра и эталонных ламп и т.п.

Метод противопоставления является также разновидностью метода сравнения, при этом методе измерение производится дважды и проводиться так, чтобы причина, вызывающая погрешность, оказала противоположное действие при первом и втором измерениях. Для определения погрешности от неравноплечности весов при взвешивании этим методом массу m взвешивают два раза, меняя ее метами с гирями. Исправленное значение массы (с учетом погрешности) определяют по формуле

где m1 и m2 – значения, полученные при первом и втором взвешиваниях.

m = √m1 m2

Этим методом определяется одновременно и отношение плеч:

которое используется в дальнейшем при обычном взвешивании в качестве поправочного коэффициента.

Для обнаружения и устранения переменных и монотонно изменяющихся систематических погрешностей производится их анализ с помощью графического изображения предполагаемой закономерности путем соединения плавной кривой ряда точек – значений результатов измерений. Метод симметричных наблюдений используется для исключения прогрессивной систематической погрешности, являющейся линейной функцией времени (или другой величины). При выполнении ряда измерений в этом случае пользуются тем, что среднее значение погрешностей любой пары симметричных измерений равно погрешности среднего измерения в данном ряду. Например, выполнено 5 измерений через равные промежутки времени (равные интервалы изменения другой величины). В этом случае

где ∆1, …, ∆5 - погрешности 1-го, …, 5-

го измерений.

Специальные статистические методы включают в себя метод последовательных разностей, дисперсионный анализ и др.

l2/l1 = √ m2/m1

(∆1 + ∆5)/2 = (∆2 + ∆4)/2 = ∆3

Лекция № 8. СЛУЧАЙНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Факторы, определяющие возникновение случайных погрешностей, проявляются нерегулярно, в различных комбинациях и с разной интенсивностью, которую трудно предвидеть.

Случайная погрешность случайно изменяется при повторных измерениях одной и той же ФВ. Однако если использовать исправленные результаты измерений, т.е. такие, из которых исключены систематические погрешности, то чисто случайные погрешности отличаются свойствами:
равные по абсолютной величине положительные и отрицательные погрешности равновероятны;
большие погрешности наблюдаются реже, чем малые;
с увеличением числа измерений одной и той же ФВ среднее арифметическое погрешностей стремится к нулю и, следовательно, среднее арифметическое результатов стремится к истинному значению измеряемой величины.

Смотрите также файлы

Законом Республики Казахстан Об образовании.pdf

I роль транспорта в жизни общества предмет и функции курса История транспорта.pptx

Вопросы На какой срок заключается договор аренды (ст. 610 Гк рф).docx

Отчетный год Отклонение ( ) Динамика, Сумма Уд вес, Сумма.doc

Эстетическое воспитание Эстетическое воспитание.docx