№ 8. Методы измерений: непосредственной оценки и сравнения с мерой

Все методы измерения подразделяют на две группы: методы непосредственной оценки и методы сравнения.

Метод непосредственной оценки предполагает определение измеряемой величины непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, которые предварительно градируют с помощью образцовых измерительных приборов или мер.

Метод сравнения с мерой – метод измерения, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод имеет несколько разновидностей:

1. Нулевой метод – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой на прибор сравнения, доводят до нуля.

2. Дифференциальный метод – метод сравнения с мерой, при котором измерительным прибором измеряется разность между искомым значением определяемой величины и известным значением величины , воспроизводимой мерой. При этом .

3. Метод замещения – предполагает замещение измеряемой величины известной величиной, воспроизводимой мерой.

4. Метод совпадений – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал измерительного прибора или периодических сигналов.

№ 9. Погрешности измерений и их классификация

Погрешность результата измерения – характеристика этого результата, представляющая собой отклонение найденного значения измеряемой физической величины от ее истинного значения.

Погрешность средства измерения (СИ) – представляет собой метрологическую характеристику СИ, количественно выражающую отклонение номинального значения физической величины, воспроизводимой или измеряемой данным средством измерения, от ее истинного значения.

Классификационный признак	Разновидности погрешностей
	измерений		средств измерений
Источники возникновения		Методическая Инструментальная Субьективная	— — —
Условия хранения средств измерения		— —	Основная Дополнительная
Способ выражения		Абсолютная Относительная —	Абсолютная Относительная Приведенная
Характер проявления		Систематическая Случайная Грубая	Систематическая Случайная Грубая
Условия изменения измеряемой величины		Статическая Динамическая	Статическая Динамическая
Способ обработки ряда измерений		Средняя арифметическая Средняя квадратическая	— —
Полнота охвата измерительной задачи при косвенных измерениях		Частная Полная	— —
Зависимость погрешности от значения измеряемой величины		— —	Аддитивная Мультипликативная
Отношение к единице физической величины		Воспроизведения единицы Хранения единицы Передачи единицы	— — —
Составляющие измерения		— — — —	Меры Преобразования Сравнения Фиксации результата сравнения

Погрешность метода измерений (методическая погрешность) – составляющая погрешности, возникающая из-за несовершенства метода измерений или допущенных его упрощений, которые определяются конкретной методикой измерений.

Инструментальная (аппаратурная) погрешность – составляющая погрешности измерений, обусловленная погрешностями применяемых СИ.

Субъективная погрешность измерений – обусловлена индивидуальными ошибка оператора.

Основная погрешность – если погрешность СИ определена в условиях, принятых за нормальные.

Дополнительная погрешность – составляющая погрешности СИ, возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального значения или выхода этой величины за пределы области нормальных значений.

Абсолютная погрешность – если погрешность выражена в единицах измеряемой величины.

где X_р – результат измерения, X_и – истинное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность – погрешность, определяемая как отношения абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.

Приведенная погрешность – относительная погрешность, определяемая отношением абсолютной погрешности к условно принятому значению величины, постоянному на все диапазоне измерений или в части этого диапазона.

где X_н – нормирующее значение.

Систематическая погрешность – составляющая погрешности, остающаяся постоянной или закономерно измеряющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.

Случайная погрешность - составляющая погрешности, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Грубая погрешность – погрешность, существенно превышающая ожидаемые при данных условиях значения.

Статическая погрешность – погрешность, не зависящая от скорости изменения физической величины во времени.

Динамическая погрешность – составляющая погрешности, отсутствующая, когда указанная скорость близка к нулю, и возрастающая при ее увеличении.

Средняя арифметическая погрешность:

Средняя квардратическая погрешность:

Частная погрешность – составляющая погрешности результата косвенного измерения, вызываемая погрешностью результата измерения одной из составляющих измеряемой величины.

Полная погрешность – погрешность результата косвенных измерений, обусловленная воздействием всех частных погрешностей величин – аргументов.

Аддитивная погрешность – если с изменением X в пределах диапазона измерений погрешность остается неизменной. Также ее можно назвать погрешностью нуля.

Мультипликативная погрешность – если же погрешность СИ изменяется пропорционально значению измеряемой величины. Также ее можно назвать погрешностью чувствительности.

В совокупности аддитивная и мультипликативная погрешности образуют так называемую суммарную абсолютную погрешность.

где а₀ – аддитивная погрешность, b – коэффициент пропорциональности при X, определяющий величину мультипликативной погрешности bX.

К методическим погрешностям в частности относят:

— погрешность, связанную с неадекватностью модели объекта измерений реальному объекту и задаче измерений.

— погрешность вычислений, производимых для получения результата измерений.

— погрешность, обусловленную приближенностью используемых для оценки измеряемой величины соотношений.

— погрешность передачи размера измеряемой величины от объекта измерения средству измерений.

— погрешность, вызванную несоответствием алгоритма измерения методу измерений.

— погрешность, обусловленную отличиями принимаемой и фактической зависимостей между измеряемой величиной и выходным сигналом средства измерений.