19

Список условных обозначений

А	-	анализатор
АК	-	автоколлиматор
Д	-	диафрагма
З	-	зеркало
ИИ	-	источник излучения
К Колл М Мод Об Об.И. Ок О.С. Осв Осл П Пи Пр Р Р.У. С СД СФ Тр.Зр. Ус Э.Б.	- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -	конденсор коллиматор микроскоп модулятор объектив объект измерения окуляр оптическая система осветитель ослабитель излучения поляризатор приемник излучения призма рассеиватель регистрирующее устройство сетка (шкала, маска) светоделитель (полупрозрачное зеркало) светофильтр труба зрительная усилитель электронный электронный блок (система вторичной обработки информации) сумматор

1. Основы метрологии и теории измерений

1.1. Исходные положения теории измерений

1.1.1.Основные определения и понятия

Измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Всякий раз, когда ведут измерения, находят какую часть единицы или целое число единиц составляет измеряемая величина. Единицей измерения является условно принятая и вошедшая в практику измерений м е р а.

Обязательными компонентами всякого измерения являются метод измерения и средство измерения.

Оптические измерения - это такие измерения, когда измерительная информация содержится в параметрах оптического излучения.

Предметом изучения в дисциплине "Оптические измерения" являются оптические методы измерений и необходимые для этого средства - оптические приборы и установки. Методы и средства оптических измерений удобно классифицировать по тем оптическим явлениям, которые лежат в их основе:

интерференционные измерения - интерферометры;

рефрактометрические измерения - рефрактометры;

фотометрические измерения - фотометры;

и т.п.

Качество измерений характеризуется погрешностью измерений под которой понимается отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

По форме выражения различают абсолютные () и относительные () погрешности.

Абсолютная погрешность - погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины:

( ), (1.1)

где – истинное значение измеряемой величины, – результат измерения.

Относительная погрешность - погрешность, выраженная в долях истинного значения измеряемой величины:

(1.2)

Погрешность характеризует несовершенство измерений; их позитивной характеристикой является точность . Точность это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Измерение тем точнее, чем меньше его погрешность. Однако абсолютные погрешности в общем случае зависят от значения измеряемой величины, поэтому не годятся для количественной характеристики точности. Поэтому точность количественно характеризуется числом, равным обратному значению относительной погрешности

, , . (1.3)

Хотя таким образом и возможно ввести количественную характеристику точности, в метрологии точность характеризуется косвенно, с помощью погрешности измерения.

Введение физических величин и установление их единиц является необходимой предпосылкой измерений. Однако всякое измерение всегда выполняется применительно к конкретному объекту. И общее определение измеряемой физической величины необходимо конкретизировать, учитывая свойства данного объекта и цель измерения.

Реальные объекты заменяются моделями, параметры которых можно определить. Например измерение диаметра диска. Мы считаем, что диск имеет форму круга. Круг и диаметр круга понятия математические, т.е. абстрактные. Круг - это модель диска, а диаметр круга - измеряемый параметр модели.

Идеализация, необходимая для построения модели обуславливает неизбежное несоответствие между параметром модели и реальным свойством объекта. Это несоответствие называется пороговым.

Погрешность, обусловленная пороговым несоответствием, должна быть меньше полной погрешности измерения. Если эта составляющая погрешности превышает предел допускаемой погрешности измерения, то измерение с требуемой точностью становится невозможным, что свидетельствует о непригодности модели.

Погрешность измерения нельзя найти непосредственно по ее определению. т.к. истинное значение измеряемой величины неизвестно.

Задача оценивания погрешности состоит в том, чтобы охарактеризовать неопределенность полученного при измерении результата.

Неопределенность результата измерения чаще всего характеризуется указанием границ погрешности результата измерений. Если эти границы находят как отвечающие некоторой вероятности, то их называют доверительными границами погрешности результата измерений или доверительной погрешностью.

Если же границы погрешности оценивают так, что есть основания утверждать, что погрешность, выходящую за эти границы, встретить нельзя, то их называют предельной погрешностью измерения.

Естественно, что под предельной погрешностью понимается максимальная погрешность, которую не могут превзойти погрешности данного измерения.

Точность измерения должна соответствовать цели измерения. Недостаточная точность может привести к принятию ошибочных решений, а излишняя точность ведет к неоправданному расходу средств.