11) Классификация погрешностей измерений

1.По форме числового выражения: абсолютные, относительные, приведённые. 2.По закономерностям проявления: грубые (промахи), случайные (предельные, среднеквадратические, вероятностные, средние, среднеарифметические), систематические, методические, инструментальные, субъективные, условно-постоянные, безусловно-постоянные, примерные, прогрессирующие, периодические, статические, динамические.

Систематическая составляющая погрешности остаётся величиной постоянной или закономерно изменяющейся при проведении повторных и последующих измерений одного и то же параметра. Грубые погрешности представляют собой резкое отклонение от полученного результата измерений. Субъективная постоянная погрешности зависит от индивидуальных особенностей и опыта экспериментатора.

Методическая составляющая погрешности обусловлена несовершенством выбранного метода измерений.

Инструментальная составляющая обусловлена несовершенством конструкции измерительного прибора, а также его установкой.

12) Модели нормирования метрологических характеристик

В основу систему нормирования МХ заложен принцип адекватности оценки погрешности измерения и её действительно значения при условии, что реально найденная оценка является оценкой «сверху». Последнее условие объясняется тем, что оценка «снизу» всегда опаснее, так как приводит к большему ущербу от недостоверности измерительной информации.

Комплекс НМХ должен обеспечить оценку инструментальной составляющей погрешности измерения при известных условиях изменения СИ и характера изменения измеряемых величин. Следовательно, комплекс НМХ должен устанавливаться, исходя из требований реальных условий эксплуатации конкретных СИ. На этом основании все СИ целесообразно разделить на 2 функциональные категории:

1.СИ используемые совместно с другими измерительными, преобразовательными, вычислительными, регистрирующими и управляющими устройствами. Погрешность в таких сложных СИ претерпевает ряд преобразований по мере прохождения её по измерительному каналу.

2.СИ используемые отдельно в качестве показывающих или регистрирующих приборов, к выходу которых не могут быть подсоединены другие устройства. Естественно комплекс НМХ для этих категорий различен, т.к. например для второй категории нормирование динамических характеристик излишне. Тогда с учётом степени усложнения комплексов НМХ все виды СИ можно классифицировать по трём группам:

*меры и цифроаналоговые преобразователи (ЦАП)

*измерительные и регистрирующие приборы

*аналоговые (АП) и цифровые измерительные преобразователи (ЦИП)

Для первой и третьей групп СИ должны нормироваться характеристики нормирования взаимодействия с устройствами, подключёнными к входу и выходу СИ и неинформативные параметры выходного сигнала. Кроме того, для третьей групппы должны нормироваться номинальная функция преобразования fном (x) (в си второй группы ее заменяет шкала или другое градуированное отсчетное устройство) и полные динамические характеристики.

Наиболее распространенными формами записи класса точности ЦСИ являются:

1)δор=± [c+d (Xk/x – 1)]

c и d – постоянные коэффициенты, Хк–постоянное значение диапазона измерений, х–текущее значение.

2) δор=± [(a+b)Xk/x], b=d, a=c-b

3)символическая запись, характерная для зарубежных ЦСИ.

Δор=± [a(%)x + b(%) Xk], которую следует читать так: предел допускаемых значений погрешности равен а(%) значения измеряемой величины плюс b(%) значения верхнего предела диапазона измерения.

(По рисунку). Модель II применима для СИ, случайной составляющей погрешности которых можно пренебречь. Эта модель включает: расчет наибольших возможны значений составляющих погрешности СТ для гарантирования вероятности Р=1 недопущения выхода погрешности СИ за расчётные пределы. Модель II используется для наиболее ответственных измерений, связанных с учётом технических и экономических факторов, возможных катастрофических последствий, угрозы здоровью людей и т.п.

Модель I даёт рациональную оценку основной погрешности СИ с вероятностью Р<1 из-за пренебрежения резко реализующимися составляющими погрешности.

Комплекс для моделей I и II погрешности предусматривает статистическое объединение отдельных составляющих погрешностей с учётом их значимости.

Однако для некоторых СИ такое статистическое объединение нецелесообразно. Это точные промышленные (в технологических процессах) СИ, измеряющие медленно изменяющиеся процессы в условиях, близких к нормальным, образцовые СИ, при использовании которых не производится многократных наблюдений с усреднениями. За инструментальную (модель III) в таких приборах может быть принята их основная погрешность или арифметическая сумма наибольших возможных значений отдельных составляющих погрешностей.