Методы повышения точности измерений. Классификация методов

Уменьшение погрешности измерений может осуществляться двумя способами: применением более совершенных методов измерения и за счет повышения точности измерительных устройств.

Рис. 10.1 Классификация методов повышения точности измерений

Принципиальное различие возникновения и проявления случайной и систематической составляющих погрешности измерения определяет специфику методов уменьшения этих погрешностей.

Методы уменьшения случайной погрешности измерения Для уменьшения случайной составляющей погрешности измерения увеличивают число наблюдений. Оценка среднеквадратического отклонения, определяющей, случайную погрешность. (10.1)

Теоретически можно сделать как угодно малой оценку среднеквадратического отклонения, увеличивая число наблюдений n, однако на практике, в большинстве случаев, трудно обеспечить постоянство самого объекта измерения в течении длительного времени, а это может, при увеличении числа наблюдений, привести к увеличению, а не к ее уменьшению. Другим методом повышения точности измерения, за счет уменьшения случайной составляющей погрешности является использование параллельных измерений одной и той же физической величины, для этого необходимо использовать сразу несколько средств измерений. Результаты наблюдений полученные при измерениях обрабатываются совместно.

Методы уменьшения (исключения) систематической погрешности измерения Методы основывающиеся на устранении систематической погрешности до начала измерения и методы исключающие систематические погрешности по окончании измерения, выражаются в применении: поправок, поправочных множителей и учете дополнительных погрешностей средства измерения. Методами позволяющими определять и исключать систематическую погрешность в процессе измерения являются: Метод замещения; Метод компенсации погрешности по знаку; Методы, базирующиеся на совместных и совокупных измерениях. В методе компенсации погрешности по знаку известная систематическая погрешность входит в результат каждого из двух повторно измерений с противоположным знаком. Это позволяет, после определения среднего арифметического значения исключить систематическую погрешность.

Сущность методов базирующихся на совместных или совокупных измерениях состоит в том, что в процессе этих измерений изменяют параметр отвечающий за возникновение систематической погрешности или осуществляют измерение физической величины совместно и последовательно с несколькими вспомогательными мерами. Например: совместные – измеряем одновременно ток и напряжение в цепи несколько раз, тогда сопротивление можно определить, точно, не зависимо от изменения параметров в сети. В результате получаем систему независимых уравнений из решения которой определяют значение измеряемой физической величины уже с учетом систематической погрешности. Эти методы получают широкое распространение в связи с использованием в средствах измерения микропроцессорной техники, в интеллектуальных средствах измерения. Наряду с этими методами для повышения точности средств измерений на основе достижений науки и техники создаются новые методы измерения физических величин, точность которых в несколько раз выше традиционных.