Погрешности измерений. Погрешность измерения - это отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины

Погрешность измерения - это отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Под действительным значением понимают величину, которая найдена более точными методами и приборами. Отклонение может быть вызвано влиянием внешних факторов (колебаниями температуры, вибрациями, вешними магнитными и электрическими полями), а также неточностью отсчёта, методической и аппаратурной погрешностями и тому подобными причинами.

В зависимости от характера причин, вызвавших погрешности, их делят на систематические, случайные и промах. Под систематическими погрешностями понимают погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при повторных измерениях одной и той же величины.

Наличие систематической погрешности может быть обнаружено путём анализа условий проведения эксперимента или повторным измерением. Систематическую погрешность можно уменьшить или даже устранить путём введения соответствующих поправок. Примером систематических погрешностей является погрешность градуировки прибора, то есть ошибки в положении делений, нанесённых на шкалу прибора, а также отклонение прибора от нормального положения, которое указывается на шкале прибора. Влияние внешних факторов (например, колебаний температуры, напряжения питания, внешние электрические и магнитные поля) на средства измерения также вызывает появление систематических погрешностей.

Случайные погрешности обнаруживаются при многократном измерении одной и той же величины. Случайные погрешности возникают за счёт причин, которые нельзя точно предсказать. Для учёта влияния случайных погрешностей применяют вероятностные методы обработки результатов измерений.

Промах- это погрешность, которая резко и явно искажает результат измерения. Например, неправильно определена постоянная прибора (цена деления).

По числовому выражению погрешности различают: абсолютную, относительную, приведенную.

Абсолютная погрешность определяется по формуле:

,

где ∆А - абсолютная погрешность; А_Х - измеряемая величина; А_Д - действительное значение измеряемой величины.

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой и обозначается . Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и измеряемая величина.

Точность измерения оценивается относительной погреш­ностью γ_отн, которая определяется по формуле:

Относительная погрешность измеряется в процентах. Точность измерительных приборов оценивается по при­веденной погрешности γ_пр, которая определяется по формуле:

где А_Н - номинальное значение по шкале прибора.

Наибольшая приведенная погрешность, определенная при нормальных условиях, называется классом точности прибора.

К нормальным условиям относятся:

- температура окружающей среды -20º С или та, что указана на шкале прибора

- рабочее положение прибора, указанное на шкале прибора

- отсутствие внешних магнитных и электрических полей

Класс точности указывается на шкале прибора.

Для того, чтобы узнать соответствует ли прибор своему классу точности, необходимо сделать его поверку. Поверка состоит из четырех операций:

- внешнего осмотра прибора

- выбора образцового прибора

- поверки показания прибора

- документального оформления протокола.

Внешний осмотр прибора выявляет следующие дефекты: повреждение стекла, корректора, стрелки и так далее.

Выбор образцового прибора производится по роду тока, его номинальной величине, классу точности. При выборе образцового прибора по его номинальной величине необходимо, чтобы его верхний предел измерения был равен или близок к верхнему пределу измерения поверяемого прибора. При выборе образцового прибора по классу точности необходимо обратить внимание на то, чтобы его класс точности был на порядок выше, чем у поверяемого прибора.

Поверке подлежат все основные (оцифрованные) деления шкалы. Стрелки приборов устанавливают на нулевые деления шкалы, сто отмечается в таблице как первое наблюдение. После этого схему включают под напряжение и при помощи регулирующих устройств изменяют ток или напряжение так, чтобы стрелка поверяемого прибора последовательно устанавливалась над каждым основным делением шкалы, при этом производится запись показаний обоих приборов.

По результатам поверки оформляется протокол и при необходимости прикладывается кривая поправок.

Кривая поправок – это зависимость между поправкой и измеряемой величиной.

За всеми средствами в каждой стране организован государственный контроль. Государственный надзор осуществляется специальным Комитетом по стандарту через измерительные лаборатории. В установленных правилах указаны требования, которым должны образцовые и технические приборы, периодичность представления их на государственную поверку. На предприятиях, учреждениях и организациях создаются измерительные лаборатории и контрольно- измерительные пункты, оснащенные специальной аппаратурой.

Каждое измерительное средство должно соответствовать требованиям, изложенным в соответствующих государственных стандартах и технических условиях, по которым они изготовлены. Измерительные средства, имеющие дефекты, приводящие к ошибкам в измерениях, не допускаются к применению.