Погрішності вимірювань

Результат вимірювань фізичної величини завжди відрізняється від правдивого значення на деяку величину, що називається погрішністю. Класифікація погрішностей залежно від джерела виникнення, умов проведення вимірювань, характеру прояву вимірюваної величини в часі й способу її вираження наведена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Класифікація погрішностей

Погрішність методу обумовлює недосконалістю методу й прийомів використання засобів вимірювань. Наприклад, при визначенні потужності постійного струму за показниками амперметра й вольтметра без урахування потужності, споживаної зазначеними приладами, виникає методична погрішність.

Інструментальна погрішність (погрішність інструмента) обумовлює погрішністю застосованих засобів вимірювань. Наприклад, погрішність через неточне градуювання вимірювального приладу.

Суб'єктивна погрішність обумовлює недосконалістю органів почуттів оператора. Наприклад, погрішність при вимірюванні частоти методом биттів зі слуховим контролем.

Основна погрішність - погрішність, що виникає в нормальних умовах застосування засобу вимірювання (температура, вологість, напруга живлення й ін.), які нормуються й вказуються в стандартах або технічних умовах.

Додаткова погрішність обумовлює відхиленням однієї або декількох величин, що впливають, від нормального значення. Наприклад, зміна температури навколишнього середовища, зміна вологості, коливання напруги живильної мережі. Значення додаткової погрішності нормується й вказується в технічній документації на засоби вимірювання.

Систематична погрішність - постійна або та, що закономірно змінюється, погрішність, при повторних вимірюваннях однієї й тої ж величини в однакових умовах вимірювання. Наприклад, погрішність, що виникає при вимірюванні опору ампервольтметром, обумовлена розрядом батареї живлення.

Випадкова погрішність - погрішність вимірювання, характер зміни якої при повторних вимірюваннях однієї й тої ж величини в однакових умовах випадковий. Наприклад, погрішність відліку при декількох повторних вимірюваннях.

Груба погрішність (промах) - погрішність вимірювання, що істотно перевищує очікувану в даних вимірюваннях.

Статична погрішність - погрішність при вимірюванні постійної за часом величини. Наприклад, погрішність вимірювання незмінного за час виміру напруги постійного струму.

Динамічна погрішність - погрішність вимірювання величини, що змінюється в часі. Наприклад, погрішність вимірювання напруги постійного струму, що комутирується, обумовленими перехідними процесами при комутації, а також обмеженою швидкодією вимірювального приладу.

Абсолютна погрішність вимірювання  — різниця між результатом виміру х і істінним значенням х_о вимірюваної величини:

Абсолютна погрішність виражається в одиницях вимірюваної величини.

Відносна погрішність вимірювання  — відношення абсолютної погрішності вимірювання  до істинного значення вимірюваної величини х_о

Відносна погрішність — безрозмірна величина. Оскільки істинне значення вимірюваної величини невідомо, те практично використовують дійсне значення вимірюваної величини х_д, і тоді погрішність визначається як різниця між обмірюваним х і дійсним значенням х_д :.

Дійсне значення знаходять експериментально, шляхом застосування більш точних методів і засобів вимірювань. Звичайно за дійсне значення приймають показання зразкових засобів вимірювання.

Значення відносної погрішності б на практиці визначається як відношення абсолютної погрішності до дійсного значення:

Приведена погрішність вимірювання — це відношення абсолютної погрішності до значення, що нормує, :

Значення х приймається рівним: кінцевому значенню діапазону вимірювань — для приладів з однобічною шкалою; сумі кінцевих значень діапазону вимірювань — для приладів із двосторонньою шкалою; різниці кінцевого й початкового значень діапазону — для приладів з безнульовою шкалою. При логарифмічному, гіперболічному й статечному характері шкали приладу приведену погрішність виражають у відсотках від довжини шкали.