Погрешности измерений Даминов Д А При анализе

Погрешности измерений Даминов Д. А.

При анализе измерений следует четко разграничивать два понятия: истинные значения физических величин и их эмпирических проявлений результаты измерений. Истинные значения физических величин - это значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта, как в количественном, так и в качественном отношении. Результаты измерений, напротив, являются продуктами нашего познания, которые зависят от метода измерения, от технических средств, от свойств органов чувств наблюдателя, от условий и т. д. Разница между результатом измерения А и истинным значением Q измеряемой величины называется погрешностью измерения: (теоретически) Поскольку Q практически неизвестно, то для получения хотя бы приближенных сведений о них, используют действительное значение Ag. Под действительном значением физической величины понимают, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него. Погрешности измерения классифицируют по ряду признаков: форм выражения, принципам возникновения, характеру проявления.

Классификация по форме выражения Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины, например: Относительная погрешность: В метрологии часто используют понятие "точность"- величина обратная относительной погрешности: если, например, относительная погрешность 0, 01, то точность равна 100.

Классификация по причине возникновения объективные субъективные при цифровом отсутствуют, только при аналоговом измерении опознание объекта погрешность метода инструментальная погрешность внешние условия Опознание объекта: допустим измеряем переменный ток, а думаем синусоидальный. Нас интересует амплитуда сигнала. Выбираем метод и СИ (Это может быть прибор, измеряющий средневыпрямленное значение, среднеквадратичное или амплитудное значение). Реальный сигнал может быть несинусоидальным. Уже в постановке задачи есть ошибки, то ли нас интересует амплитуда сложного сигнала, то ли амплитуда 1 гармоники. Само СИ также будет измерять разные величины.

Погрешность метода обусловлена несовершенством метода измерений, упрощающими предположениями, принятыми при обосновании метода. К этим погрешностям можно отнести влияние СИ на измеряемую цепь. Например: шунтирующее действие вольтметра или добавочное сопротивление амперметра, измерение мощности трансформатора (учет cosφ в зависимости от частоты) Инструментальная погрешность - из-за несовершенства СИ, их схем, конструкций, состояние в процессе измерения. Каждое СИ характеризуется свойственной ему погрешностью, которые входят в общую погрешность измерения.

Классификация по закономерности проявлений Погрешности систематические случайные грубые промахи обнаруживаются статическим методом (резко упало напряжение сети) Систематическая погрешность - это составляющая погрешности измерения, которая остается постоянно или закономерно проявляется при повторных измерениях одной и той же величины при одних и тех же условиях. Закон изменения может быть самым разнообразным: линейный закон, периодический или сложно непериодический закон.

К постоянным систематическим погрешностям относятся погрешности градуировки шкалы, меры, температурную погрешность, шунтирующее действие прибора и т. д. К переменным систематическим погрешностям относятся изменение питания, электромагнитные помехи, влияние отражений и т. д. Все эти погрешности могут быть обнаружены и оценены. Анализ источников возникновения систематических погрешностей одна из основных задач при проведении точных измерений. Ее решение требует глубокого понимания принципа работы СИ, особенностей схемы и конструкции. В принципе разработаны общие способы учета и исключение систематических погрешностей. Случайные погрешности при повторных измерениях при тех же условиях изменяются случайным образом, без видимой закономерности. Это следствие случайных процессов, протекающих в измерительных цепях. Вообще говоря, в природе, имеет место детерминированные процессы, т. е. очень сложные и постоянные. Установленные закономерности сложного процесса не представляется возможным. Оценить погрешность можно только в результате многократных измерений, вот почему для оценки используют аппарат теории вероятностей и математической статистики.

Таким образом, результат измерения систематическую, так и случайную погрешности: всегда содержит как Поэтому в общем случае результат измерения надо рассматривать как случайную величину. Тогда систематическая погрешность является математическим ожиданием этой величины , а случайная погрешность - центрированной случайной величиной. Грубая погрешность существенно превышает погрешность измерения, оправданную условиями измерения, методом измерения, измерением СИ и т. д. Возникают в результате резкого и кратковременного изменения влияющей на результат измерения величины. Например: скачки сети 220 В или выбросы, которые производит сбой СИ. Обнаруживают статическими методами и исключают из рассмотрения. Промахи - неправильные действия наблюдателя(ошибки при выборе диапазона измерений, неправильно отсчитаны показания и т. д. )

В заключение, классификации на: статические динамические инерционные СИ Надо знать передаточную функцию СИ, а также характер изменения измерительной величины.