Похибки

П охибка вимірювання  (англ. error of a measurement) — відхилення результату вимірювання від істинного значення вимірюваної фізичної величини:

Тут   - результат вимірювання величини  ;   - її істинне значення.

Похибки:

В залежності від обраної класифікаційної ознаки існують різні класифікації похибок вимірювання, серед яких можна виділити найпоширеніші:

• за формою вираження;

• за джерелами виникнення;

• за закономірностями виникнення та прояву.

За формою вираження похибки вимірювання поділяються на абсолютні та відносні.

Абсолютна похибка вимірювання - це похибка вимірювання, виражена в одиницях вимірюваної величини.

Відносна похибка вимірювання - це похибка вимірювання, виражена як відношення абсолютної похибки   до виміряного значення.

Відносну похибку у частках вимірюваної величини або у відсотках знаходять із співвідношень

 або 

де   - результат вимірювання або дійсне значення вимірюваної фізичної величини, a   - дійсне, абсолютне значення вимірювальної величини (табличне).

За джерелами виникнення похибки вимірювання бувають  інструментальні, методичні та особисті (похибки оператора).

Інструментальна похибка - складова похибки вимірювання, зумовлена властивостями засобу вимірювання. Ця похибка в свою чергу може містити кілька компонентів, зокрема, похибку засобу вимірювання та похибку обумовлену взаємодією засобу вимірювання з об'єктом вимірювання.

Методична похибка — складова похибки вимірювання, обумовлена недосконалістю методу вимірювання або невідповідністю об'єкта вимірювання його моделі, прийнятій для вимірювання.

Похибка оператора - складова похибки вимірювання, обумовлена індивідуальними властивостями оператора.

За закономірностями виникнення та прояву розрізняють систематичні та випадкові похибки.

Систематична похибка - складова загальної похибки вимірювання, яка залишається постійною або закономірно змінюється під час повторних вимірювань однієї і тієї ж величини.

Випадкова похибка - складова загальної похибки вимірювання, яка змінюється випадковим чином (як за знаком, так і за величиною) під час повторних вимірювань однієї і тієї ж величини.

Надмірна похибка - похибка вимірювання, яка істотно перевищує очікувану за даних умов похибку.

Результати, що містять надмірну похибку, називаються промахами. Такі результати необхідно виявляти та вилучати.

Промахи (рос. промах, англ. miss, gross (crude) error, нім. Fehler m) – результати, що різко відрізняються від інших результатів вимірювань і є наслідком порушення умов досліду, зокрема вимірювання (неправильні дії спостерігача-експериментатора, несправність вимірювальної апаратури, різка зміна зовнішніх умов тощо).

Засоби вимірювання та їх основні види

Засобами вимірювань називають технічні засоби, що використовуються при вимірюваннях і мають нормовані метрологічні властивості. Розрізняють декілька видів засобів вимірювань: міра; вимірювальний перетворювач; вимірювальний прилад; вимірювальна установка; вимірювальна інформаційна система (ВІС), вимірювальний комплекс.

Мірою називають засіб вимірювань, призначений для відтво-рення фізичної величини заданого розміру.

Вимірювальний перетворювач — засіб вимірювань, призначений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, обробки або збереження, але не доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем.

Вимірювальний прилад – засіб вимірювання, призначений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем.

Вимірювальна інформаційна система – сукупність засобів вимірювань (мір, вимірювальних перетворювачів, вимірювальних приладів) і допоміжних пристроїв, з’єднаних між собою каналами зв’язку, призначена для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки, передачі і використання в автоматичних системах управління.

Вимірювальні комплекси служать для одержання й обробки ви-мірювальної інформації від складного об’єкта, необхідної для управ-ління об’єктом.

Кожний вид засобів вимірювань може бути класифікований за низкою ознак. Для прикладу розглянемо класифікацію вимірювальних приладів за такими ознаками:

♦   за видом вихідного розміру: аналогові - вихідна величина яких (лінійне або кутове переміщення рухомої частини вимірювального механізму, тобто відлік ведеться за шкалою) є безперервною за часом функцією зміни вимірюваної величини; цифрові - вихідна величина яких - цифровий код - є дискретна функція вимірюваної величини;

♦   за елементною базою - електромеханічні; електронні;

♦   за формою представлення інформації - показуючі, що допускають тільки відлік показань; реєструючі, у яких передбачена реєстрація показань. Крім того, показання можуть бути записані на діаграмі (самописні прилади) або друкуватися в процесі вимірювання в цифровій формі (друкуючі прилади ).

♦  за методом вимірювального перетворення - прямої дії, у яких передбачено одне або декілька перетворень сигналу вимірюваної інформації в одному напрямку (без зворот-ного зв’язку); прилади порівняння, призначені для безпосереднього порівняння вимірюваної величини із величи-ною, значення якої відомо;

♦  за вимірюваною величиною - засоби вимірювань температури, тиску, витрати речовин, електричних величин та ін;

♦  за призначенням - термометри, амперметри, вольтметри, частотоміри, омметри;

♦  за принципом дії засобу вимірювання, тобто фізичним законом або явищем.

♦ за принципом дії та використанням енергії — механічні, електричні, рідинні, пневматичні, гідравлічні, хімічні, ультразвукові, інфрачервоні, радіоізотопні та ін

♦ за призначенням — промислові (технічні), лабораторні, зразкові, еталонні