11)Классификация Погрешности измерительных устройств

Отклонение результата измерения от истинного значения физической величины называется погрешностью измерения. Поскольку определить истинное значение физической величины в принципе невозможно, т. к. это потребовало бы применения идеально точного средства измерений, то на практике вместо понятия истинного значения физической величины применяют понятиедействительного значения измеряемой величины, которое настолько точно приближается к истинному значению, что может быть использовано вместо него.

Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины является погрешностью измерения. Абсолютная погрешность измерения (Δ_изм.) - разность между действительным и истинным значениями измеряемой величины: Δ_изм.=Хд. - Хи. Относительная погрешность измерения (δ_изм.) - отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в %:

Для проведения любого измерения необходимо правильно выбрать метод измерения, средство измерения и исполнителя (оператора), чтобы полученный результат был максимально приближен к истинному значению измеряемой величины. В противном случае появляются методические, инструментальные или субъективные погрешности измерений. Инструментальные погрешности измерений зависят от погрешностей применяемых средств измерений. Абсолютная погрешность измерительного прибора (Δ_пр.) - разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины: Δ_пр.=Х_пр. - Х_д. Относительная погрешность измерительного прибора (δ_пр.) - отношение абсолютной погрешности прибора к действительному (или измеренному, Х_пр.) значению величины, выраженное в %:

Значение относительной погрешности зависит от значения измеряемой величины - при постоянной пр. она возрастает с уменьшением Хпр.. Поэтому максимальная точность измерений обеспечивается, когда показание прибора находится во второй половине диапазона измерений. Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности прибора. Допускаемой погрешностью считается погрешность прибора, при которой он может быть признан годным и допущен к применению. Для сравнительной оценки точности измерительных устройств пользуются понятием приведенной погрешности прибора (γ_пр.), под которой понимают выраженное в % отношение абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению шкалы:

В качестве X_N чаще всего используют конечное значение диапазона измерений. Погрешность, свойственная измерительному прибору при его эксплуатации в нормальных условиях, называется основной погрешностью. Для большинства средств измерений нормальными условиями эксплуатации считаются следующие: температура окружающей среды 20±5°С, относительная влажность 65±15%, напряжение питания 220 В±10% с частотой 50±1 Гц. При отклонении условий эксплуатации от нормальных (при рабочих условиях) появляются дополнительные погрешности. Погрешности некоторых измерительных приборов зависят от текущего значения измеряемой величины Х_пр., поэтому погрешности таких приборов представляют двучленными выражениями, в которых первое слагаемое не зависит от Х_пр. (аддитивная погрешность), а второе зависит (мультипликативная погрешность):

, где a, b - постоянные числа;

, где Хк. - верхний предел измерений прибора; c, d - постоянные числа в %, причём

Проявление погрешностей измерений и средств измерений может носить систематический и (или) случайный характер.  Систематическая погрешность - это составляющая погрешности, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одного и того же значения физической величины. Случайная погрешность - составляющая погрешности, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одного и того же значения физической величины. Для исключения из результата измерения случайной погрешности проводят многократные измерения и их статистическую обработку.