12.2. Классификация погрешностей.
Естественно, что классифицировать составляющие погрешности можно по многим признакам. В целях единообразия подхода к анализу и оцениванию погрешностей в метрологии принята следующая классификация.
1. По характеру проявления во времени выделяют систематические и случайные составляющие погрешности (далее, для краткости, будем опускать слово составляющие там, где в этом нет необходимости).
Систематической погрешностью измерения называется погрешность, которая при повторных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях остается постоянной или закономерно изменяется (например, с увеличением температуры объем тела увеличивается). Такие погрешности можно выявить и учесть в конечных результатах измерений.
Случайной погрешностью измерения называют погрешность, которая при повторных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях изменяется случайным образом по знаку и (или) величине. Источником систематической погрешности может послужить, например, неточное нанесение отметок на шкалу стрелочного прибора, деформация стрелки. Случайная составляющая погрешности возможна из-за трения в опорах подвижной части прибора, колебаний температуры окружающего воздуха, влияния магнитных и электрических промышленных помех и т.п.
В отличие от систематических, случайные погрешности исключить из измерений нельзя, но можно оценить величину полученной ошибки измерения.
2. Абсолютную погрешность «А» определяют как алгебраическую разность между результатом измерений х и действительным значением величины
А = х - хп .
Абсолютная погрешность наиболее часто используется как характеристика измерительных средств для измерения линейных размеров, массы расхода газа, жидкости и др.
Относительную погрешность «S» - определяют как отношение абсолютной погрешности к измеренному значению.
Относительная погрешность преимущественно выражается в процентах и используется для характеристики приборов, предназначенных для измерения электрических, радиотехнических, магнитных и теплотехнических величин.
3. В соответствии со статическим и динамическим режимом работы средства измерения, выделяют статические и динамические составляющие погрешности. Динамическая составляющая погрешности возникает при работе средства измерения в динамическом режиме и определяется двумя факторами: динамическими (инерционными) свойствами средства измерений и характером (скоростью) изменения измеряемой величины. При измерениях детерминированных сигналов динамические погрешности обычно рассматриваются как систематические при случайном характере измеряемой величины динамические погрешности приходится рассматривать как случайные.
4. У средств измерений часто можно выделить составляющие погрешности, не зависящие от значения измеряемой величины и погрешности изменяющиеся пропорционально измеряемой величине. Такие составляющие называют, соответственно, аддитивными и мультипликативными погрешностями. Аддитивной, например, является систематическая погрешность, вызванная неточной установкой нуля у стрелочного прибора с равномерной шкалой; мультипликативной — погрешность измерения отрезков времени отстающими или спешащими часами. Эта погрешность будет возрастать по абсолютной величине до тех пор, пока владелец часов не выставит их правильно по сигналам точного времена. Такая операция называется градуированием погрешности.