1.4.7. Факторы, влияющие на результат измерения

Классификацию факторов, влияющих на результат изме­рения, можно привести в соответствии с аксиомами метрологии:

Первая аксиома метрологии: без априорной информации измерение невозможно (относится к ситуации перед измерением и говорит о том, что если об интересующем нас свойстве мы ни­чего не знаем, то ничего и не узнаем. С другой стороны, если о нем известно все, то измерение не нужно. Таким образом, изме­рение обусловлено дефицитом количественной информации о том или ином свойстве объекта или явления и направлено на его уменьшение) -1. Априорные факторы.

Вторая аксиома метрологии: измерение есть ничто иное как сравнение (относится к процедуре измерения и говорит о том, что нет иного экспериментального способа получения информации о каких бы то ни было размерах, кроме как путем сравнения их между собой) - 2. Факторы, влияющие на результат в процессе проведения измерения.

Третья аксиомы метрологии: результат измерения без округления является случайным (относится к ситуации после измерения и отражает тот факт, что на результат реальной изме­рительной процедуры всегда оказывает влияние множество разнообразных, в том числе случайных факторов, точный учет ко­торых в принципе невозможен, а окончательный итог непред­сказуем) - 3. Апостериорные факторы.

Наиболее полно все факторы, оказывающие влияние на результат измерения, представлены на рис.4. Комментарии к рис.4: 1. Априорные факторы включают:

1.1. Влияние на результат измерения качества и количества, информации об измеряемом размере. Чем ее больше, тем ее качество- тем точнее результат измерения. Накопление априорной информации- один из путей повышения точности

.татов измерений.

1.2. Влияние того очевидного факта, что модель не может в точности соответствовать объекту. Например, длина металлического стержня, моделью которого служит правильный цилиндр в разных точках концевых сечений отличается от длины идей.

1.3. Влияние теоретических допущений и упрощений, IX в основе метода измерений. При взвешивании грузов, на примep,

пренебрегают уменьшением веса гирь на величину выталкивающей силы по закону Архимеда; при электрических измерениях часто пренебрегают емкостями, индуктивностями и сопротивлениями подводящих проводов. Нередко метод измерений бывает основан на физической закономерности, не передаваемой аналитическим выражением, или на при­чиной эмпирической формуле.

1.4. Влияние несовершенства измерительного инструмента или прибора, которое может быть как следствием некачественного

изготовления, так и результатом длительной эксплуатации. При изготовлении весов, например, всегда допускается некоторая неравноплечесть коромысла, полностью устранить которую путем регулировки не удается. Масса гирь при их серийном производстве отличается от номинала. Отметки шкал показывающих приборов не вполне точно соответствуют измеренным значениям и т.д. В процессе эксплуатации происходит старение материалов, возникает износ механизмов и деталей, развиваются люфты, зазоры, случаются скрытые метрологиче­ские отказы (выходы метрологических характеристик за преде­лы установленных для них норм).

2. В процессе измерения:

1. Неправильная установка и подготовка к работе средств измерений, принцип действия которых в той или иной степени связан с механическим равновесием, приводит к иска­жению их показаний. К подобным средствам измерений отно­сятся равноплечие весы, приборы, в конструкцию которых вхо­дит маятник (например, испытательные машины с маятниковым силоизмерителем), приборы с подвешенной подвижной частью (например, гальванометры) и др. Многие из них для установки в правильное положение снабжаются уровнями (отвесами, ватер­пасами).

2. Влияние средства измерения на объект может до неузнаваемости изменить реальную картину. Например, при из­мерении ртутным термометром температуры жидкости в про­бирке термодинамическое равновесие устанавливается при тем­пературе, близкой к температуре ... термометра. Перераспреде­ление токов и напряжений в электрических цепях при подклю­чении электроизмерительных приборов иногда оказывает замет­ное влияние на результат измерения. Помещение первичного измерительного преобразователя в ламинарное течение делает его турбулентным и т.д.

3. - 2.6. Влияние климатических (температура окру­жающей среды, относительная влажность воздуха, атмосферное давление), электрических и магнитных (колебания силы элек­трического тока или напряжения в электрической сети, частоты переменного электрического тока, постоянные и переменные магнитные поля и др.), механических и акустических (вибрации, ударные нагрузки, сотрясения) факторов, а также ионизирую­щих излучений, газового состава атмосферы и т.п. принято от­носить к условиям измерений. Такие условия, влиянием кото­рых на, результат измерения можно пренебречь, называются нормальными. Им соответствуют номинальные значения влияющих физических величин.

На практике обеспечить номинальные значения влияю­щих величин бывает довольно сложно. Поэтому обычно уста­навливают пределы нормальной области значений влияющих ве­личин, когда их влиянием на результат измерения можно пре­небречь. Так, например, нормальными условиями измерений во многих случаях считаются:

температура (293 ± 5)°К;

атмосферное давление (100 + 4) кПа;

относительная влажность (65 + 15) %;

напряжение в электрической цепи 220 В + 10%.

Если измерения выполняются за пределами нормальной области значений влияющих величин в так называемых рабочих условиях, то влияние условий измерений на результаты учиты­ваются с помощью функций влияния

7. Случайные внешние помехи и внутренние шумы из­мерительных приборов оказывают непредсказуемое совместное влияние на результат измерения, вследствие чего он имеет сто­хастическую природу.

8. Квалификация и психофизическое состояние персо­нала (или оператора), выполняющего измерение(знания, умения и навыки, сосредоточенность, внимательность, уравновешен­ность, добросовестность, самочувствие, острота зрения и др.), имеют большое значение.

3. Апостериорные факторы (действующие после измере­ния):

3.1. От правильной обработки экспериментальных данных.

3.2. Технические средства, используемые для обработки экспериментальных данных, не дают новой измерительной информации. Они лишь помогают с большим или меньшим успехом извлекать ее из экспериментальных данных и тем самым оказывают влияние на результат измерения.

3.3. Неграмотные или безответственные действия персо­нала (оператора) при обработке экспериментальных данных мо­гут свести на нет любые усилия, затраченные на их получение, Поэтому необходимо уметь правильно обращаться со значения­ми измеряемых величин и знать правила их округления.