6. Абсолютная и относительная, статическая и динамическая, систематические и случайные погрешности измерений.

Погрешность результата измерений – это отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Чаще всего она указывает границы неопределенности значения измеряемой величины.

По форме представления погрешности разделяют на абсолютные и относительны..

в виде абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины, разность между действительным и полученным значением ФВ.

или в виде относительной погрешности – отношения абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины или принятому опорному значению или в %

действительное значение величины определяется из предположения, что результат эксперимента (измерения) наиболее близок к истинному значению величины.

По характеру проявления погрешности делятся на систематические и случайные. Систематическая погрешность – одна из составляющих погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же ФВ. Эта погрешность может быть выявлена, изучена, и результат измерения может быть уточнен путем введения поправок, если числовые значения этих погрешностей определены, или путем исключения влияния этой систематической погрешности без ее определения. Чем меньше систематическая погрешность, тем ближе результат измерения к истинному значению измеряемой величины, тем выше качество и правильность измерений.

Случайными называются погрешности, изменяющиеся случайным образом (по знаку и значению) при одинаковых повторных измерениях одной и той же величины. Эти погрешности возникают в результате влияния на процесс измерения многочисленных случайных факторов, учесть которые практически невозможно. Случайные погрешности, поэтому не могут быть исключены из результата измерения в отличие от систематических. Однако проведение ряда повторных измерений дает возможность, используя методы математической статистики, оценить величину случайной погрешности и тем самым уменьшить ее влияние на результат измерения. К случайной погрешности, как правило, относится и промах (грубая погрешность измерений), характеризующийся тем, что погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Причинами этого вида погрешностей являются ошибки оператора, неисправность измерительных приборов, резкое изменение условий наблюдения, ошибки в записях и вычислениях и т. д. Результаты измерений, содержащие промахи, не принимают во внимание (отбрасывают). Обнаружить промах не всегда легко, особенно при единичном измерении.

7. Выбор средств измерений в технологическом процессе.

Выбор СИ определяет качество измерений. Измерения, выполняемые СИ более низкого класса, чем требуемые, приводят к росту забракованной продукции, неверным выводам по качеству продукции.

При выборе СИ приходится учитывать ряд факторов: характер измеряемой физической величины; метод измерения; диапазон и погрешность СИ; условия проведения измерений; допускаемую погрешность И; стоимость СИ; простоту их эксплуатации; ресурс СИ; потери из-за погрешностей измерений.

Отсутствие единого фактора, по которому можно сравнивать СИ, затрудняет решение задачи. Основ-ными характеристиками СИ являются погрешности. Они наиболее существенно влияют на качество измерений, поэтому при выборе СИ их рассматривают в первую очередь.

Существует три основных принципа выбора СИ:

1. Экономический подход (наиболее оптимальный, так как учитывает практически все показатели). При этом необходимо иметь в виду:

• повышение точности измерений позволяет точнее регулировать производственный про-цесс;

• более точные измерения позволяют сократить допуски на изделия;

• повышение точности измерений приводит к уменьшению необнаруженного и ложного брака.

Как правило, с ростом погрешности измерений потери растут, а затраты на измерения снижаются.

Экономически оптимальная точность измерений технологического параметра соответствует минимуму суммы потерь из-за погрешности И и затрат на И, включая затраты на метрологическое обслуживание СИ.

Зависимость потерь от погрешности измерений и зависимость затрат на измерения определяются на практике не точно, что вызывает неопределенность соответствующей характеристики оптимальной по-грешности измерений.

Работы по оптимизации точности измерений завершаются разработкой мероприятий по приближению точности измерений к оптимальной и оценке экономического эффекта от их реализации. Мероприятия включают в основном совершенствование методик измерения и приборного парка и совершенствование метрологического обслуживания СИ.

2. Вероятностный подход заключается в выборе точности СИ по заданному допуску на контроли-руемый параметр изделия и заданным значениям брака контроля 1 и 2 рода (необнаруженный и ложный брак).

Если контроль осуществляется абсолютно точными СИ, все изделия, находящиеся в поле допуска, были бы признаны годными, а изделия, у которых измеряемый параметр превышает допуск, были бы призна-ны непригодными. Из-за существования погрешности измерений при контроле часть негодных изделий будет признана годными (брак контроля 2 рода), а часть годных изделий – негодными (брак контроля 1 рода). На брак контроля влияют рассеивание действительных смыслов контролируемого параметра, установленный допуск на контролируемый параметр, закон распределения погрешности измерений. Зависимости вероятности брака контроля от технологического рассеяния контролируемого параметра, погрешности измерений, допуска на контролируемый параметр представляются в виде графиков. С помощью этих графиков при заданных значениях вероятности брака контроля, среднеквадратичного отклонения рассеяния действительных значений контролируемого параметра и допуска на измеряемый параметр можно оценить границы погрешности измерений и необходимую точность средства измерений.

3. Директивный подход позволяет установить соотношения между допуском на контроли-руемый параметр и предельно допускаемой погрешностью измерений. Однако такой подход не учиты-вает важности измеряемого параметра и экономических последствий от недостоверного контроля.