- •«Томский политехнический университет»
- •Прямые измерения с многократными наблюдениями. Обработка результатов наблюдений
- •«Практическая метрология»
- •1 Оценки среднего арифметического значения и среднего квадратического отклонения
- •2 Проверка гипотезы о нормальном распределении результатов наблюдений
- •3 Способы обнаружения и исключения грубых погрешностей
- •4 Определение доверительных границ случайной погрешности
- •5 Определение границ неисключенной систематической погрешности
- •6 Определение границ погрешности результата измерений
- •7 Форма записи результата измерений
- •8 Оценивание неопределенности измерений
- •9 Форма записи неопределенности измерений
4 Определение доверительных границ случайной погрешности
а) Задать доверительную вероятность из ряда Рд = 0,9; 0,95; 0,99.
б) Определить доверительные границы случайной погрешности по формуле:
, (10)
где – коэффициент Стьюдента для данного уровня доверительной вероятности Р и объема выборки n.
Число степеней свободы принимается равным n – 1.
5 Определение границ неисключенной систематической погрешности
Неисключенная систематическая погрешность определяется погрешностью метода, субъективной погрешностью, основными погрешностями СИ, дополнительными погрешностями. В качестве границ составляющих неисключенной систематической погрешности принимают, например, пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей средств измерений, если случайные составляющие погрешности пренебрежимо малы.
Они пределяются нестатистическими методами. Суммарные границы неисключенной систематической погрешности при m>4 определяются по формуле:
, (11)
где i – границы каждой из m составляющих;
m – количество составляющих неисключенной систематической погрешности;
k – коэффициент, зависящий от доверительной вероятности и m.
Рекомендованные значения k (независисмо от m):
k = 0,95 при доверительной вероятности P = 0,9;
k = 1,1 при P = 0,95;
k = 1,4 при P = 0,99.
При m≤3 суммарные границы неисключенной систематической погрешности определяют по формуле:
(12)
6 Определение границ погрешности результата измерений
На этом этапе суммируются (комбинируются) систематическая и случайная составляющая погрешности
Если , то НСП пренебрегают, и результат характеризуют только случайной погрешностью, т.е. .
Если , то результат характеризуют только границами НСП, т.е. .
Если , то ГОСТ 8.207-76 рекомендует вычислять границу погрешности результата измерений находить по формуле
,
где – оценка суммарного СКО суммарной погрешности.
7 Форма записи результата измерений
Записать результат измерения в виде с указанием единиц измерения. Окончательный результат измерений, необходимо округлить в соответствии с МИ 1317.
8 Оценивание неопределенности измерений
Стандартная неопределенность измерений:
стандартная неопределенность среднего арифметического значения результатов измерений по типу А вычисляют по формуле:
(13)
стандартная неопределенность по типу В вычисляют по формуле:
(14)
суммарную стандартную неопределенность рассчитывают, используя следующую формулу:
, (15)
где сi = - коэффициенты чувствительности;
- стандартная неопределенность -й входной величины, вычисленная по типу А или В.
Коэффициент охвата рассчитывается по формуле:
, (16)
где - квантиль распределения Стьюдента с эффективным числом степеней свободы и доверительной вероятностью Р;
- эффективная степень свободы, вычисляется по формуле:
, (17)
Из таблицы 1.6 выбирается коэффициент Стьюдента для эффективного числа степеней свободы и заданной доверительной вероятностью Р.
Значение расширенной неопределенности находиться по формуле:
(18)