24. Достоверность результатов измерений. Классификация погрешностей.

Достоверность результатов измерений – характеристика результатов измерений определяющая вероятность нахождения их в непосредственной близости от истинных значений измеряемой величины. Термин достоверность измерений включает в себя понятие погрешности. Погрешность измерений – отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины.

По форме представления погрешности разделяются на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютная погрешность измерений, выражаемая в единицах измеряемой величины, представляется разностью между измеренным и истинным значениями измеряемой величины

Относительная погрешность δ представляется отношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины

Обычно относительная погрешность выражается в процентах.

Приведенная погрешность γ (измерительного прибора) — отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению.

По характеру изменения результатов при повторных измерениях погрешности разделяются на систематические и случайные. Систематическими называются погрешности, которые при повторных измерениях остаются постоянными или изменяются закономерно, обычно прогрессируя. Случайными называются погрешности, изменяющиеся при повторных измерениях непредвиденно (случайным образом).

По характеру возникновения погрешности подразделяются на инструментальные, методические и субъективные. Инструментальная погрешность возникает из-за несовершенства применяемого СИ и из-за несовершенства его отдельных компонентов, т. е. это погрешность самого СИ. Методическая погрешность возникает из-за недостатков используемого метода измерений. Субъективная погрешность связана с такими индивидуальными особенностями операторов, как внимательность, сосредоточенность, быстрота реакции, степень профессиональной подготовленности.

24. Нормальное распределение случайных погрешностей измерений и их оценка.

Под оценкой понимается найденное значение параметра распределения случайной величины по ограниченному числу наблюдений. Полученные оценки параметров распределений являются лишь приближениями к истинным значениям этих параметров. Для того чтобы оценку, получаемую по результатам многократных наблюдений, можно было использовать в качестве параметра функции распределения случайной величины, она должна отвечать ряду требований — быть состоятельной, несмещенной и эффективной.

Состоятельная оценка – это оценка, которая при увеличении числа наблюдений стремится к истинному значению оцениваемого параметра.

Несмещенная оценка - оценка, математическое ожидание которой равно истинному значению оцениваемого параметра.

Эффективная оценка – оценка, имеющая наименьшую дисперсию по сравнению с любой другой оценкой данного параметра.

При нормальном законе распределения математическое ожидание случайной погрешности оценивают как среднее арифметическое значение величины случайной погрешности.

.

26. Основные технические и метрологические характеристики средств измерений.

К основным техническим характеристикам СИ относят: потребляемая мощность, частота питающего тока, габаритные размеры, масса, различные показатели надежности (прочность на удар).

К основным метрологическим характеристикам СИ относят: систематическую погрешность, случайную погрешность, функция преобразования, цена единицы наименьшего разряда кода, вариация, гистерезис.

Диапазон измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы его допускаемые пределы погрешности.

Классы точности. МХ СИ соответствующая относительной погрешности. Например, класс точности 0,2 означает, что максимальная относительная погрешность равна 0,2 %.

Основная погрешность СИ – погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях, т.е. в условиях, которые определены в НТД не него как нормальные.

Дополнительная погрешность СИ –возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения.

Вариация показаний. Гистерезис. Вариацией называется разность показаний. Получаемая при одном и том же значении измеряемой величины при медленном непрерывном или шаговом подходе к метке шкалы один раз – с меньшего, а другой раз – с большего значения. Причины вариации могут быть различными: наличие люфта в механическом передающем элементе, Разрешающая способность. Чувствительность. под разрешающей способностью понимают изменение входной величины, необходимое для начала изменения показаний.

Стабильность нуля. Стабильность нуля, в частности электронных устройств, часто характеризуют отношением смещения нуля к значению помехи, его вызвавшей (например, мВ/К

Линейность. Поле допуска. Если номинальная зависимость между измеряемой величиной и показаниями прибора принята линейной, то указание погрешности нелинейности служит для описания отклонения от номинальной характеристики. Чаще всего указывают максимальное отклонение от требуемой прямой, выраженное в процентах от диапазона показаний

26. Закон «Об обеспечении единства измерений» о государственных эталонах и средствах измерений.

Государственный первичный эталон единицы величины - государственный эталон единицы величины, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы величины с наивысшей в Российской Федерации точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на территории Российской Федерации.

Государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины, находящийся в федеральной собственности.

Статья 7 закона «Об обеспечении единства измерений»: Требования к эталонам единиц величин.

1. Государственные эталоны единиц величин образуют эталонную базу Российской Федерации.

2. Государственные первичные эталоны единиц величин не подлежат приватизации.

3. Сведения о государственных эталонах единиц величин вносятся федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений, в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

4. Государственные первичные эталоны единиц величин содержатся и применяются в государственных научных метрологических институтах.

5. Государственные первичные эталоны единиц величин подлежат утверждению федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений.

6. Государственные первичные эталоны единиц величин подлежат сличению с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и национальными эталонами единиц величин иностранных государств. Ответственность за своевременное представление государственного первичного эталона единицы величины на сличение несет государственный научный метрологический институт, содержащий данный государственный первичный эталон единицы величины.

7. В Российской Федерации должны применяться эталоны единиц величин, прослеживаемые к государственным первичным эталонам соответствующих единиц величин. В случае отсутствия соответствующих государственных первичных эталонов единиц величин должна быть обеспечена прослеживаемость средств измерений, применяемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, к национальным эталонам единиц величин иностранных государств.

8. Порядок утверждения, содержания, сличения и применения государственных первичных эталонов единиц величин, порядок передачи единиц величин от государственных эталонов, порядок установления обязательных требований к эталонам единиц величин, используемым для обеспечения единства измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, порядок оценки соответствия этим требованиям, а также порядок их применения устанавливается Правительством Российской Федерации.

Статья 9 закона «Об обеспечении единства измерений»: Требования к средствам измерений.

1. В сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений к применению допускаются средства измерений утвержденного типа, прошедшие поверку в соответствии с положениями настоящего Федерального закона, а также обеспечивающие соблюдение установленных законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений обязательных требований, включая обязательные метрологические требования к измерениям, обязательные метрологические и технические требования к средствам измерений, и установленных законодательством Российской Федерации о техническом регулировании обязательных требований. В состав обязательных требований к средствам измерений в необходимых случаях включаются также требования к их составным частям, программному обеспечению и условиям эксплуатации средств измерений. При применении средств измерений должны соблюдаться обязательные требования к условиям их эксплуатации.

2. Конструкция средств измерений должна обеспечивать ограничение доступа к определенным частям средств измерений (включая программное обеспечение) в целях предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, которые могут привести к искажениям результатов измерений.

3. Порядок отнесения технических средств к средствам измерений устанавливается федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений.

28. Государственные эталоны физических величин. Их основные характеристики.

Основа этой базы — эталоны основных единиц СИ кроме эталона единицы количества вещества (моль).. скорости света 299792458 м/с (точно). Секунда воспроизводится с помощью цезиевых стандартов частоты в СВЧ-диапазоне электромагнитных колебаний, а новый метр в оптическом диапазоне частот В этот эталон входят эталон времени и частоты, единицу длины — метр.

Государственный эталон времени и частоты обеспечивает воспроизведение размеров единиц времени и частоты (секунды и герца).

Эталон единицы массы. Килограмм

Так же эталонная база РФ содержит эталон температуры, основанный на воспроизведении реперных точек – фазовых переходов водорода, галлия, индия, скандия, цинка, алюминия, серебра, золота, меди и тройных точек воды, неона, кислорода, аргона, ртути

. Эталон вольта,

Эталон единицы электрического сопротивления, основанный на квантовом эффекте Холла.

Эталон единицы силы электрического постоянного тока,

Основные области и виды измерений физических величин.

В соответствии с разделами физики выделяют основные области измерений:

Измерения геометрических величин

Измерения механических величин

Измерения параметров потока, расхода, уровня, объема веществ

Измерения давления, вакуумные измерения

Измерения физико-химического состава и свойств веществ

Теплофизические и температурные измерения

Измерения времени и частоты

Измерения электротехнических и магнитных величин, радиотехнические и радиоэлектронные измерения

Измерения акустических величин

Оптические и оптико-физические измерения

Измерения характеристик ионизирующих излучений и ядерных констант.