1.3.8. Субъективная погрешность

Различают нормальное (штатное, объяснимое, предсказуемое) проявление субъективности отсчитывания при фиксации результа­та измерения (отсчета) и ненормальное (непредсказуемое). Появле­ние субъективной погрешности естественно и типично при работе с аналоговыми стрелочными приборами в виде погрешности отсчи­тывания. Погрешность отсчитывания в общем случае складывается из двух составляющих: погрешности интерполяции и погрешности параллакса (рис. 1.19).

Первая составляющая – погрешность интерполяции – неизбежно возникает при любой попытке определить положение указателя (стрелки) отсчетного устройства между двумя соседними делениями на шкале, т. е. оценить значение части де­ления. При статочном навыке оператора эта составляющая может иметь значение ± (0,2... 0,1) веса одного деления. У цифро­вых приборов есть похожая по природе составляющая – погреш­ность квантования, но там она несубъективна.

Погрешность параллакса возникает при неперпендикулярном взгляде на шкалу в момент определения положения стрелки. Чем больше расстояние между шкалой прибора и стрел­кой, тем больше возможная погрешность параллакса ±Δ. Эта составляющая при тщательно выполняемом эксперименте также может быть сведена до значения ±(0,2...0,1) веса одного деле­ния. В конструкции сравнительно точных стрелочных приборов (класс точности 0,5 и больше) для устранения погрешности па­раллакса в плоскости шкалы устанавливают зеркало. Такая зер­кальная шкала позволяет обеспечить строго перпендикулярный взгляд на шкалу. Отсчитывание при этом необходимо производить таким образом, чтобы стрелка закрывала свое отражение в зеркале.

У циф­ровых приборов погрешности отсчитывания принципиально нет.

К субъективным же относятся и непредсказуемые заранее по­грешности, вызванные грубыми ошибками (промахами), как след­ствие низкой квалификации оператора и/или его плохого само­чувствия. Типичным примером такой субъективной погрешности является ошибка в отсчете и/или записи результата при работе с многодиапазонными приборами, а также – при работе с прибо­рами с нелинейными шкалами.

2. Обработка результатов измерений

2.1. Погрешности измерений

При анализе измерений надо различать 2 понятия: истинное значение физической величины и его проявление (это результат измерений).

Истинное значение – значение, отражающее свойство данного объекта. Оно не зависит от средств нашего познания и является той абсолютной истиной, к которой мы стремимся.

Результат измерения – продукт нашего познания, и представляет собой приближенные оценки значения величины, найденные путем измерения. Эти оценки зависят от технических средств измерения, от метода измерения и т.д.

Разница между результатом измерения и истинным значением величины – погрешность измерения:

.

В метрологии приняты следующие обозначения: - погрешность, - результат измерения, - истинное значение измеряемой величины.

Процедура сравнения неизвестного размера с известным – измерение. Процесс измерения происходит в условиях влияния множества случайных и неслучайных обстоятельств, точный учет которых не возможен. Поэтому результаты измерения одной и той же величины отличны друг от друга. Это положение, установленное практикой, формулируется в виде аксиомы, которая называется основным постулатом метрологии: отсчет является случайным числом.

Погрешности измерений можно разделить на систематические и случайные. Случайные, в том числе грубые (промахи), изменяются случайным образом при повторных измерениях одной и той же физической величины. Систематические погрешности – это погрешности, остающиеся постоянными или изменяющиеся по некому закону при повторных измерениях одной и той же величины.

В процессе измерения оба вида погрешностей проявляются одновременно. И суммарную погрешность измерения можно представить в виде суммы погрешностей (случайной и систематической):

.

Если систематическая погрешность больше случайной, то зачастую систематическую можно вычислить и исключить из результатов измерения. Такие результаты называются исправленными результатами измерений, и погрешность в них определяется только случайной составляющей

; .

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Под измерением понимают процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за 1.