И погрешностей измерений.

Измерение-это познавательный процесс, заключающийся в сравнении измеряемой величины с некоторым ее значением, принятым за единицу. Вещественное воспроизведение единицы измерения с наперед заданной точностью называется мерой. Результат измерения показывает, сколько единиц измерения содержится в измеряемой величине.

Для осуществления измерения требуются наличие меры и измерительного прибора , который сравнивает измеряемую величину с мерой.

В зависимости от способа получения результата, измерения делятся на прямые и косвенные. Прямые измерения дают искомые значения измеряемых величин непосредственно из опыта.

Измерения, при которых искомое значение измеряемой величины определяют по результатам прямых измерений других величин, связанных с измеряемой функциональной зависимостью, называются косвенными.

В зависимости от применяемых средств измерения различают метод сравнения и метод непосредственной оценки. При использовании метода сравнения, измеряемая величина сравнивается с мерой. Методом непосредственной оценки измеряемую величину находят по отсчетному устройству заранее отградуированного прибора.

Электроизмерительные приборы характеризуются диапазоном измерения, погрешностями, чувствительностью, мощностью , потребляемой от источника измеряемой величины, зависимостью показаний от влияющих величин. В процессе измерения независимо от точности прибора и правильности методики, измеренная величина всегда отличается от ее действительного значения.

Отклонение результатов измерения от действительного значения измеряемой величины называется погрешностью. За действительное значение измеряемой величины принимают экспериментально найденное ее значение с помощью образцового прибора.

Погрешность выражают либо в единицах измеряемой величины, либо в процентах. Погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины, называется абсолютной:

Δ=х-х_а , (7.1)

х -измеренное значение; х_а - действительное значение.

Погрешность, выраженная в процентах от действительного значения измеряемой величины, называется относительной:

β= 100% . (7.2)

Погрешность, выраженная в процентах от нормирующего значения шкалы прибора, называется приведенной:

γ= 100%. (7.3)

х_m – нормирующее значение, для приборов с равномерной или степенной шкалой соответствует конечной отметке шкалы.

Независимо от метода измерений погрешности подразделяются на случайные, субъективные и систематические. Случайные возникают в результате многих причин, и учесть их в единичном измерении нельзя, но можно учесть при статистической обработке результатов, методом наименьших квадратов. Субъективные погрешности или промахи обусловлены ошибками экспериментатора. Результат измерения, содержащий промах, должен быть отброшен из ряда измерений как недостоверный. Этот результат обнаруживается при статистической обработке результатов. Систематические погрешности в процессе измерения остаются постоянными или изменяются по известному закону, к ним относятся погрешности приборов.

В зависимости от причин возникновения погрешности прибора, различают основную и дополнительную погрешности. Основная обусловлена конструкцией прибора и характеризует его качество при нормированных условиях работы, которые оговариваются заводом изготовителем прибора. Она складывается из погрешности, определяемой конструкцией механической части прибора и погрешностью, определяемой электроизмерительной цепью прибора , т.е

= +

Для данного прибора погрешность, обусловленная конструкцией механической части прибора, есть величина постоянная. Погрешность, обусловленная конструкцией электроизмерительной цепи, в целом пропорциональна углу поворота подвижной части прибора, т.е:

=kα, = + kα.

Измеряемая величина, также пропорциональна углу поворота подвижной части прибора, т.е.

х_а=сα.

Тогда относительная погрешность

β= = + .

Как видно из последнего уравнения, при большом отклонении подвижной части относительная погрешность стремится к постоянной величине , а при малых быстро растет.

На шкале прибора указывается приведенная основная максимальная погрешность, которая называется классом точности:

= 100% . (7.4)

В зависимости от величины приведенной основной максимальной погрешности приборы делятся на восемь классов:

0.05; 0,1- приборы образцовые, применяются для поверки лабораторных приборов;

0,2; 0,5 – приборы лабораторные, применяются для производства лабораторных измерений и для поверки приборов технических;

1,0; 1,5; 2,5; 4,0 – приборы технические, служат для производства технических измерений.

Дополнительные погрешности обусловлены отклонением условий работы от нормированных, возникают под действием внешних магнитных полей, при работе прибора в окружающей среде с температурой отличающейся от нормированной.