- •Розділ 1. Метрологія – наука про вимірювання.
- •1.1. Метрологія, її розділи та функції
- •1.2. Основні метрологічні поняття і терміни.
- •1.2.2. Одиниця фізичної величини.
- •1.2.3. Розмір фізичної величини.
- •1.3. Роль метрології та вимірювальної техніки в наукових дослідженнях і промисловому виробництві.
- •1.4. Міжнародні метрологічні організації.
- •1.5. Державні метрологічні організації.
- •1.6. Актуальні проблеми метрології.
- •Розділ 2. Вимірювання фізичних величин.
- •2.1. Основні понятя про вимірювання.
- •2.2. Види вимірювань.
- •2.3. Принципи та методи вимірювань.
- •2.3.1. Метод безпосередньої оцінки.
- •2.3.2. Метод порівняння з мірою. Диференціальний метод.
- •2.3.3. Нульовий метод.
- •2.4. Електричні методи вимірювання неелектричних величин.
- •2.5. Планування та організація вимірювань.
- •Розділ 3. Засоби вимірювальної техніки.
- •3.1. Загальні поняття про засоби вимірювальної техніки.
- •3.2. Характеристики засобів вимірювальної техніки.
- •У приладів з постійною чутливістю переміщення покажчика пропорційне вимірюваній величині, тобто шкала приладу - рівномірна.
- •3.3. Класифікація засобів вимірювальної техніки.
- •3.4. Показники якості засобів вимірювань.
- •3.5. Похибки засобів вимірювальної техніки.
- •3.6. Класифікація засобів вимірювань по точності.
- •– Більша по модулю границя вимірювань, або кінцеве значення діапазону вимірювань приладу;
- •Класи точності засобів вимірювальної техніки
- •3.7. Метрологічні характеристики засобів вимірювальної техніки
- •3.8. Умови вимірювань.
- •Розділ 4. Одиниці фізичних величин.
- •4.1. Виникнення і розвиток одиниць фізичних величин.
- •4.2. Уніфікація одиниць фізичних величин. Створення метричних мір.
- •4.3. Принципи утворення системи одиниць фізичних величин.
- •4.4. Системи одиниць фізичних величин.
- •4.5. Міжнародна система одиниць.
- •4.6. Основні одиниці системи сі.
- •4.6.1. Основні переваги системи одиниць сі.
- •4.6.3. Кратні і дольні одиниці. Правила їх утворення.
- •4.7. Відносні і логарифмічні величини і одиниці.
- •4.8. Позасистемні одиниці.
- •4.9. Найменування і позначення одиниць фізичних величин.
- •4.10. Правила написання найменувань і позначення одиниць.
- •4.11. Розмірність фізичних величин.
- •Розділ 5. Система забезпечення єдності вимірювань.
- •5.2. Загальні поняття про еталони.
- •5.3. Класифікація еталонів.
- •5.4. Зразкові і робочі засоби вимірювань.
- •5.5. Державний метрологічний нагляд.
- •Розділ 6. Похибки вимірювань фізичних величин.
- •6.1. Загальні поняття про похибки вимірювань.
- •6.2. Точність вимірювання.
- •6.3. Вірогідність результату вимірювань.
- •6.4. Класифікація похибок вимірювань. Загальна характеристика.
- •6.5. Характеристики результатів вимірювань.
- •6.6. Види систематичних похибок.
- •1. Інструментальні похибки.
- •2. Похибки внаслідок неправильної установки засобів вимірювань.
- •3. Похибки, виникаючі внаслідок зовнішніх впливів.
- •4. Похибки метода вимірювань або теоретичні похибки.
- •5. Суб’єктивні систематичні похибки.
- •6.7. Характер прояву систематичних похибок.
- •6.8. Виключення систематичних похибок.
- •6.8.1. Усунення джерел похибок до початку вимірювання.
- •6.8.2. Виключення систематичних похибок в процесі вимірювання.
- •1.Спосіб заміщення.
- •2. Спосіб компенсації похибки по знаку.
- •3.Спосіб протиставлення.
- •4. Спосіб симетричних спостережень.
- •6.8.3. Внесення відомих поправок в результату вимірювання.
- •6.8.4. Оцінка границь систематичних похибок.
- •Розділ 7. Випадкові похибки.
- •7.1. Значення теорії ймовірності для вивчення випадкових похибок.
- •7.2. Основні поняття теорії випадкових похибок.
- •7.2.1.Випадкова похибка.
- •7.2.2. Ймовірність.
- •7.3. Закони розподілу випадкових величин.
- •7.3.2. Розподіл дискретних величин.
- •7.3.3. Розподіл неперервних випадкових величин.
- •7.4. Закон нормального розподілу випадкових величин.
- •7.4.1. Математичний вираз закону нормального розподілу.
- •7.4.2. Властивості і характеристики нормального розподілу випадкових похибок.
- •Характеристики нормального розподілу
- •3. Середнє квадратичне відхилення результатів вимірювань.
- •7.5. Довірчі границі випадкових похибок.
- •Розділ 8. Обробка результатів вимірювань, вільних від систематичних похибок.
- •8.1.1. Загальні зауваження.
- •8.2. Обробка результатів прямих вимірювань.
- •8.2.1. Опрацювання результатів прямих одноразових вимірювань.
- •8.2.2. Опрацювання результатів прямих багаторазових вимірювань.
- •1. Зменшення впливу випадкових похибок.
- •2. Обробка результатів при нормально розподілених випадкових похибках.
- •4. Середнє квадратичне відхилення (скв).
- •8.3. Похибки середнього арифметичного.
- •8.4. Довірчі інтервали та довірчі ймовірності для середнього арифметичного значення.
- •8.5. Обробка результатів прямих рівноточних вимірювань.
- •7. Результат істинного значення записується у такому вигляді:
- •8.6. Оцінка результатів при малій кількості вимірювань і невідомій дисперсії.
- •8.7. Наближені обчислення: правила заокруглення і дій з наближеними числами, похибки заокруглення.
- •8.8. Оцінка результатів непрямих вимірювань.
- •8.9. Оцінка результатів нерівноточних вимірювань.
- •8.10. Визначення ваги результату вимірювання.
- •8.11. Оцінка похибки середнього зваженого.
- •8.12. Промахи і грубі похибки.
- •8.13. Оцінка результатів, що містять промахи і грубі похибки.
- •8.14. Критерій Романовського.
- •8.15. Виключення грубих похибок.
- •8.16. Вибір кількості вимірювань.
4. Спосіб симетричних спостережень.
Цей спосіб використовується для виключення прогресивної похибки, яка є лінійною функцією часу (або другої величини).
Така функція може бути зображена у вигляді графіка (рис.6.3). По вісі абсцис відкладений час, по вісі ординат – прогресивна похибка.
Рис. 6.3. Графік прогресивної похибки.
Спосіб симетричних спостережень полягає в тому, що вимірювання виконують послідовно через однакові проміжки часу. При обробці використовують властивість результатів будь-яких двох вимірювань, симетричних відносно середньої точки інтервалу спостережень. Ця властивість полягає в тому, що похибки результатів будь-якої пари симетричних спостережень дорівнюють похибці середньої точки інтервалу.
Наприклад, було виконано 5 вимірювань. Їх було почато в момент t1 (рис.6.3), коли похибка мала значення .
Можна показати, що
(6.11)
Число вимірювань може бути і парним.
Тоді
(6.12)
Спосіб симетричних спостережень рекомендують використовувати і тоді, коли можливість існування прогресивної похибки не очевидна. Ряд вимірювань, виконаних у вказаному порядку, в поєднанні з будь-яким способом виключення постійної похибки дозволить виявити і виключити прогресивну похибку, якщо вона є.
6.8.3. Внесення відомих поправок в результату вимірювання.
Результат вимірювання виправляють шляхом обрахування. Найбільш поширеним випадком внесення поправок є алгебраїчне додавання результату вимірювання і поправки. Поправка по числовому значенню дорівнює систематичній похибці і протилежна їй по знаку.
В інших випадках похибку виключають шляхом добутку результату вимірювання на поправочний множник, який може бути більше або менше 1. Розраховувати на високу точність виправленого результату можна тільки при умові, що поправка мала в порівнянні з виміряним значенням, або поправочний множник близький до 1. Поправочний множник 1,1 відповідає похибці 10%. Така похибка зустрічається рідко. Частіше поправочний множник буде рівний 1,01; 1,02; і т.д.
Наприклад, показ засобу вимірювань дорівнює 85, поправочний множник 1,02. Поправка дорівнює 85∙0,02 = 1,70. Отже, результат вимірювання з урахуванням поправки буде 85+1,7=86,7. Можна відразу знайти виправлений результат: 85·1,02=86,7.
Щоб внести поправки в результат вимірювань, треба передусім визначити ці поправки, для чого засоби вимірювань повіряють.
Як правило, похибки засобів вимірювань, а також інші дані і залежності, необхідні для визначення і внесення поправок виявляють до виконання вимірювань. Однак їх можна визначити і після вимірювань, що не вважається неправильним.
6.8.4. Оцінка границь систематичних похибок.
В ряді випадків виключення систематичних похибок є практично неможливим. Це відноситься до методів вимірювань, систематичні похибки яких недостатньо вивченні.
Наприклад, кутова швидкість диску лічильника електричної енергії в кожний даний момент часу пропорційна споживаній потужності. Однак, в дійсності, вона не строго пропорційна потужності, внаслідок чого виникають систематичні похибки, які є різними при різному навантаженні, тобто при різній потужності.
Якщо не можна виключити систематичні похибки, обмежуються оцінкою границь можливих систематичних похибок. Іноді вважають, що похибки лічильника випадкові, оскільки невідомі причини їх появи, але це невірно, оскільки кожному значенню споживаної потужності відповідає певна похибка. Споживана потужність також не є випадковою величиною, а залежить від режиму роботи електричних пристроїв, які споживають енергію. При зміні навантаження може змінитися навіть знак похибки, що в результаті приведе до її часткової компенсації.
Таким чином, немає можливості визначити результуючу похибку, а отже і необхідну поправку. Можна тільки відзначити: якщо систематичні похибки лічильника не виходять за межі ±2%, то похибки обліку енергії складають лише 2%.