1.2 Погрешности измерения

Погрешность результата измерения– отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. На практике

погрешность заменяется ее приближенной оценкой, равной отклонению результата измерения от действительного значения величины.

Различают следующие виды погрешностей измерения и их составляющих:

. абсолютная погрешностьΔX, равная разности между результатом измеренияX_И и действительным значениемQизмеряемой величины:

ΔX = X_И – Q; абсолютная погрешность – величина алгебраическая, ее размерность равна размерности измеряемой величины;

.относительная погрешность, которая равна отношению абсолютной погрешности к значению измеряемой величины:δ= Δ X / Q; относительная погрешность имеет знак («плюс» или «минус»), она безразмерна;

· приведенная погрешность средства измерений есть отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению измеряемой величины: γ = ΔX/ Q_Н;

.систематическая погрешность– составляющая погрешности измерения, остающаяся неизменной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях величины в одних и тех же условиях;

.случайная погрешность– составляющая погрешности измерения, изменяющаяся непредсказуемым образом при повторных измерениях величины в одних и тех же условиях;

.выброс (грубая погрешность, промах)– аномальная по величине случайная погрешность отдельного наблюдения, которая приводит к явному искажению результата измерения; выброс должен быть обнаружен и исключен при определении результата измерения;

.методическая погрешность– составляющая погрешности измерения, обусловленная влиянием способа применения средства измерений и алгоритма, по которому производится вычисление результата измерения;

.инструментальная погрешность– составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений;

. субъективная (личная) погрешностьобусловлена, в частности, погрешностью отсчета оператором показания по шкале средства измерений;

.дополнительная погрешность– составляющая погрешности измерения, обусловленная отклонением реальных условий измерения от нормальных условий (температура окружающей среды 20⁰С, атмосферное давление 1,013^.10⁵Па, относительная влажность воздуха 58 %, ускорение свободного падения 9,8 м/с², отсутствие влияния внешних сил, отсутствие движения внешней среды и т.п.).

- 5 -

Поправка – алгебраическая величина, которую следует прибавить к показанию средства измерений, чтобы результат измерения стал более близким к действительному значению измеряемой величины. Поправка

численно равна погрешности, взятой с обратным знаком. Результат измерения, учитывающий поправку, называют исправленным.

1.3 Методы измерений

Метод измерения– логическая последовательность операций с целью

получения результата измерения. Любое измерение является процедурой сравнения измеряемого свойства с мерой этого свойства. Поэтому все методы измерения принципиально являются разновидностями метода сравнения с мерой.В практической метрологии наиболее часто используют такие его разновидности:

.нулевой метод, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой и эталонной величин на устройство сравнения (компаратор) равен нулю;

. метод совпадения, при использовании которого результат измерения получают при совпадении каких-то элементов; например, меток (штрихов основной шкалы и шкалы нониуса в штангенинструментах) или частот периодических сигналов (частоты импульсных сигналов стробоскопа и частоты вращения ротора при измерении его угловой скорости);

.метод замещения, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы, когда поочередно на одну и ту же чашку весов помещают измеряемый объект и гири);

.метод противопоставления, когда две величины, измеряемая и воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на компаратор в противоположных направлениях (измерение массы, когда измеряемый объект и гири помещают на разные чашки равноплечих весов).

При измерении геометрических параметровразличают следующие пары

методов измерения и контроля:

.прямой и косвенный;

.непосредственной оценки и дифференциальный;

. комплексный и элементный;

.контактный и бесконтактный.

Прямой метод измеренияпозволяет определить искомое значение величины непосредственно из опытных данных. Прикосвенном измерении

искомое значение величины рассчитывают на основании известных зависимостей между этой величиной и величинами, значения которых получены прямым методом.

Метод непосредственной оценкидает возможность получить значение

величины непосредственно по отсчетному устройству средства измерений.

- 6 -

Дифференциальное измерениехарактеризуется определением отклонения измеряемой величины от известной величины, воспроизводимой мерой, по

которой было предварительно настроено средство измерений. Искомая величина равна алгебраической сумме размера меры и показания прибора.

Комплексный метод контроляобеспечивает оценку годности изделия по величине суммарной погрешности нескольких его элементов (параметров).Элементный метод характеризуется независимым контролем каждого параметра.

При контактном методеизмерение осуществляется путем непосредственного соприкосновения измерительного наконечника прибора с поверхностью объекта измерения.Бесконтактный методхарактеризуется отсутствием контакта поверхностей объекта и средства измерений.