- •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.
8.10. Визначення ваги результату вимірювання.
Існують два методи визначення ваги результату вимірювання.
Перший метод.
За основу обчислення ваги результату вимірювань можуть бути взяті середні квадратичні відхилення Sо.
Вагу відповідної групи вимірювань вважають оберенено пропорційною , тобто .
Звідси
(8.28)
Приклад. Було проведено три групи вимірювань трьома операторами. Після обробки кожного ряду вимірювань було одержано наступні результати:
= 20000,45; = ±0.05
= 20000,15; = ±0.20
= 20000,60; = ±0.10
Визначаємо співвідношення ваг
У відповідності з цією пропорцією приймаємо р*1= 16, р*2= 1,
р*3= 4.
Середнє зважене згідно формули (8.27) дорівнює: 20000,46
Другий метод.
Іншим критерієм для визначення ваги результату вимірювань є кількість вимірювань n в кожній групі ( = const)
(8.29)
Підставляючи ці значення у формулу (8.27) отримуємо, що в даному випадку середнє зважене дорівнює середньому зі всіх вимірювань, які розглядаються як один ряд:
(8.30),
але , де n – загальна кількість вимірювань в усіх групах.
Дійсно:
і т.д.
Звідси
.
Отже
Приклад. Було проведено три групи вимірювань з різною кількістю вимірювань в кожній групі. Відомі середні арифметичні значення, отримані в результаті вимірювань в кожній групі, і кількість виконаних вимірювань:
= 999,9425; n 1= 36
= 999,9420; n2 = 24
= 999,9419; n3 = 60
На основі пропорції:
= 36:24:60,
отримуємо наступні значення для ваги результатів
При обчисленні середнього зваженого відокремлюємо незмінну частину значення вимірюваної величини і обчислення виконуємо тільки з тими її частинами, які змінюються. Таким чином
8.11. Оцінка похибки середнього зваженого.
Для визначення середньої квадратичної похибки середнього зваженого користуються формулою:
(8.31)
де - вага кожного результату ;
( – середнє зважене);
m – кількість результатів вимірювань (груп вимірювань);
- сума ваг всіх результатів.
8.12. Промахи і грубі похибки.
Джерелами промахів є похибки операторів за час вимірювань.
Найбільш характерними є наступні промахи:
1. Невірний відлік по шкалі вимірювального приладу, який відбувається внаслідок невірного врахування ціни поділки шкали.
В деяких випадках невірно відраховують кількість поділок, або відлік роблять не в тому напрямку, в якому проградуйовано шкалу.
Останнє часто відбувається тоді, коли нуль шкали розташований з правої сторони шкали.
2. Невірний запис результату вимірювань (описка), невірний запис значень окремих мір використаного набору.
Наприклад, значення маси гир, покладених на чашку ваги.
Описки частіше відбуваються тоді, коли один з учасників досліду диктує другому відлік показань приладу.
3. Похибки при маніпуляціях з приладами або частинами вимірювальної установки. Якщо вони повторюються при вимірюваннях, то весь ряд результатів є невірним. В такому випадку правильніше говорити не про промах, а про недостатню компетенцію або кваліфікацію оператора.
Перераховані промахи особливо небезпечні при однократних вимірюваннях. Чим більший ряд повторних вимірювань, тим легше виявити промах.
Причинами великих, грубих похибок можуть бути раптові і короткочасні зміни умов вимірювань або несправності в апаратурі.
Теоретична крива розподілу випадкових похибок по мірі збільшення значення Δ тільки асимптотично наближається до вісі абсцис. Незважаючи на те, що поява дуже великих випадкових похибок теоретично малоймовірна, наприклад, 4 на вимірювань, вони все ж можливі.
Практично ж дуже великі похибки виключаються із ряду результатів як нехарактерні. Врахування їх при обмеженій кількості вимірювань викривить результат в значно більшій степені, ніж це відповідає дійсності.