§8. Государственные и частные органы поверки
Поверка может проводиться следующими организациями:
1) Государственными метрологическими органами - метрологическими институтами, контрольными лабораториями по измерительной технике и их отделениями;
2) Органами вневедомственного надзора за мерами и измерительными приборами - поверочными лабораториями (пунктами), обслуживающими одну или несколько организаций;
3) Лабораториями и контролерами отделов технического контроля приборостроительных и прибороремонтных предприятий при выпуске средств измерения из производства и ремонта;
4) Лицами и группами лиц, непосредственно пользующимися аттестованными мерами и измерительными приборами, имеющими лицензию на данный вид деятельности.
На государственные метрологические институты и государственные лаборатории по измерительной технике правительством возложены обеспечение единства мер в стране и надзор за повсеместным проведением необходимых мероприятий. Эти организации осуществляют воспроизведение и передачу единиц измерения, предусмотренных в верхней части поверочных схем, обеспечивают связь между всеми рабочими средствами измерения, применяемыми в стране, с мерами высшей точности - государственными эталонами единиц измерения, а также связь с международными эталонами. В силу общегосударственного значения мероприятия, осуществляемые этими органами, строго регламентируются стандартами, официальными правилами и инструкциями.
Ведомственные поверочные организации, ограниченные в своей деятельности рамками предприятия или группы предприятий, могут поверять широкий круг рабочих СИ более оперативно, чем государственные поверочные органы, и настолько часто, насколько это требуется по условиям применения приборов.
лЕКЦИЯ 4
Часть II. Основы теории погрешности
§1. Замечания к классификациям погрешностей
§2. Случайные погрешности
Случайные погрешности появляются случайным образом от одного измерения к другому. Свойства случайных погрешностей:
1. Подчиняются закону случайных чисел.
2. При n- измерениях число отрицательных случайных погрешностей стремится к числу положительных.
3. Большие погрешности встречаются реже, чем меньшие.
4. Случайные погрешности уменьшаются с увеличением числа измерений, поэтому стремятся систематические погрешности, по возможности перевести в случайные. Для описания и оценки случайных погрешностей используются методы и законы теории вероятностей и математической статистики.
Некоторые сведения из теории вероятностей. Основная характеристика случайной величины - это закон распределения. Наиболее распространенными при описании погрешностей являются нормальный и равномерный законы распределения, а также их композиции.
Нормальный закон распределения (закон распределения Гаусса) имеет вид:
-плотность
распределения случайной величины
- плотность
распределения погрешности измерений;
где х - случайная величина; - среднее квадратическое отклонение;
- погрешность
одного измерения;
-
функция распределения случайной величины
х ;
-плотность
распределения случайной величины х.
Равномерный закон распределения имеет вид:
;
;
где (
)
- интервал изменения измеряемой величины
,
2
-интервал
погрешностей.
Численными характеристиками закона распределения являются моменты Мn n-го порядка. Под моментом случайной величины n-го порядка понимают функцию:
Первый момент (n = 1) называется математическим ожиданием
`Если математическое
ожидание m
= 0, то момент называется центральным
моментом (
).
Первый
центральный момент, по определению,
m=0/
Второй центральный момент (n = 2 и m = 0) называется дисперсией D случайной величины .
;
где
- среднее
квадратическое отклонение (средняя
квадратическая погрешность).
Третий центральный момент (n = 3 и m = 0) характеризует асимметрию функции :
.
Коэффициент
асимметрии
,
может быть положительным и отрицательным.
При n=4 и m=0 –четвертый центральный момент характеризует плосковершинность (или заостренность) .
.
Мерой заостренности
служит эксцесс
(для нормального закона Е4=3).
Квантилъные оценки. Для определения численного диапазона погрешностей служат квантилъные оценки - это интервал погрешностей в долях , в котором погрешность находится с вероятностью Р.
На языке теории вероятностей это запишется так
, это означает, что
случайная величина х
находится в интервале от -1
до 1
с вероятностью Р. Таким образом при
оценке случайной погрешности нужно
называть интервал и вероятность
нахождения ее в этом интервале.
ГОСТом рекомендуется для оценки максимальной погрешности измерительных приборов выбирать l=3. Тогда максимальная погрешность запишется в виде:
Это соотношение называют законом "трех сигм". Для нормального закона квантильный интервал 3. Он соответствует получению погрешности 3 с вероятностью
.
Это значит, что если данным прибором произвести 1000 измерений, то 3 измерения будут иметь погрешность большую ±3 , т. е. погрешность измерения прибора max= ±3 c вероятностью 0,997.
Квантильные оценки не позволяют объективно оценивать погрешность прибора, так как интервал ±3 условно назначен по договоренности. Поиск более объективных оценок погрешностей измерений привел П. В. Новицкого к введению понятия энтропийной погрешности, полученный на основе применения теории информации К. Шеннона.