Погрешности, их виды. Качество измерений

Ни одно измерение не выполняется идеально точно, всегда по различным причинам существует погрешность, т.е отклонение значений величины, найденной путем измерения, от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Погрешность прибора – это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины.

Разница между погрешностью измерения и погрешностью прибора заключается в том, что погрешность прибора связана с определенными условиями его поверки.

Виды погрешностей:

По способу выражения:

· абсолютная погрешность (∆) - разность между показаниями прибора х_п и истинным значением измеряемой величины6

∆ = х_п-х;

· относительная погрешность δ - отношение абсолютной погрешности прибора к истинному (действительному) значению измеряемой величины - δ = ∆/х (может быть выражена в процентах);

· приведенная погрешность прибора - отношение абсолютной погрешности прибора к нормирующему зна­чению:

γ = [± ∆ /х_норм ]∙100

В соответствии с ГОСТ 8.401-80 х_норм принимается равным:

·для средств измерений, за исключением случая существенно неравномерной шкалы, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы, - конечному значению диапазона измерений;

·арифметической сумме конечных значений диапазона измерений, если нулевая отметка находится внутри диапазона измерений;

·для средств измерений с установленным номинальным значением - этому номинальному значению. Например, для частотомеров с диапазоном измерений 45-55 Гц и номинальной частотой 50 Гц нормирующее значение х_норм= 50 Гц;

·для измерительных приборов с существенно неравномерной шкалой х_норм устанавливают равным всей длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае абсолютную погрешность выражают, как и длину шкалы, в единицах длины.

Во всех остальных случаях нормирующее значение устанав­ливается стандартами для видов СИ.

По характеру проявления погрешности подразделяют:

· систематическая погрешность - погрешность, которая неза­висимо от количества проводимых измерений остается неизменной или изменяется закономерно;

· случайная погрешность - погрешность, изменения которой
при проведении повторных измерений носит случайных характер;

· грубые погрешности (промахи), существенно превышающие ожидаемые погрешности при данных условиях проведения измерений.

Промахи большей частью возникают из-за субъективных ошибок экспериментатора или из-за сбоев в работе средства измерений при резких изменениях условий эксплуатации (броски или провалы сетевого напряжения, грозовые разряды и т.п.) Обычно промахи легко выявляются при повторных измерениях и исключаются из рассмотрения.

По источникам происхождения погрешности подразделяют:

· инструментальная погрешность - погрешность инструмен­та (прибора), с помощью которого проводятся измерения;

· методическая погрешность - погрешность, возникшая благодаря выбору данного метода измерения;

· субъективные погрешности, допущенные экспериментатором.

В зависимости от условий измерения:

· статическая составляющая погрешности - погрешность средства измерения при статическом режиме работы;

· динамическая составляющая погрешности - погрешность
средства измерения при динамическом режиме работы (мо­жет носить случайный характер).

По условиям возникновения

· основная погрешность - погрешность средств измерения,
определенная при нормальных условиях;

· дополнительная погрешность - погрешность, обусловлен­ная выходом значений влияющих величин за пределы нор­мальных значений.

Нормальные условия эксплуатации всегда указываются в техническом паспорте средства измерений. Если эксперимент выполняется в условиях, отличных от нормальных для данного средства измерений, его реальная характеристика искажается сильнее, чем в нормальных условиях. Погрешности, которые при этом возникают, называют дополнительными.