1.4.6. Погрешности измерений

По характеру причин, вызывающих погрешности, их делят на систематические, случайные и промахи.

К систематическим относят погрешности, которые вызваны постоянно действующей причиной, которые постоянны во всех измерениях или меняются по постоянно действующему закону, могут быть выявлены и устранены.

Грубая погрешность измерения – это погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях погрешность.

Промах – это вид грубой погрешности зависящий от наблюдателя и связанный с неправильным обращением со средствами измерения, неверным отсчетом показателей, ошибками при записи результатов, некомпетентностью и т.д.

Случайная погрешность измерения — это составляющая погрешности измерения, изменяющая случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

На рис. 3 представлена схема, поясняющая понятия систематических и случайных погрешностей и промахов.

Рис.3. Систематические и случайные погрешности при n изме­рениях величины X, где Q - истинное значение; X - среднее значение измеренной величины

Прямая 1 на рис.3 отвечает тому идеальному случаю, когда во всех n определениях отсутствуют систематические и случайные погрешности. Линии 2 и 3 тоже идеализированные при меры. В одном случае (2) полностью отсутствуют случайны! погрешности, но все n измерений имеют постоянную отрицательную систематическую погрешность ДХ; в другом случае (3) полностью отсутствует систематическая погрешность. Реальную ситуацию отражает линия 4, когда имеются как случайные, так t систематические погрешности.

Источником систематической погрешности метода могут быть ошибочность или приближенный характер принятой теории метода измерений или упрощения при проведении измерений, а также индивидуальные особенности наблюдателя. Систематические погрешности должны быть выявлены, определены и оговорен способ их устранения при разработке метода измерений. Наиболее распространенными практическими приемами обнаружения систематической погрешности являются выполнения измерения другими, независимыми методами, проведение измерения по той же методике и теми же измерительными средствами стандартных образцов, а также, например, проведение холостого опыта при проведении анализов.

Даже полное совпадение параллельных измерений, хо­рошая сходимость измерений не являются признаком и услови­ем отсутствия систематических погрешностей. Случайные погрешности не устранимы из опытных данных 'но они могут быть выявлены и оценены количественно при математической обработке, что и является основной задачей статистического анализа.

Предметом статистического анализа являются только случайные погрешности.

Деление погрешностей на систематические и случайные является относительным. Например, систематическая погреш­ность, обусловленная неправильными показаниями прибора, при измерениях на разных приборах в разных помещениях переходит в случайную. Или использование в технологическом процессе новой партии сырья, отличающейся по свойствам от предыдущей, будет источником систематической погрешности, но если партии сырья меняются многократно, то влияние этого фактора будет иметь случайный характер. Перевод систематиче­ской ошибки в ранг случайной называется рандомизацией.

Случайная погрешность измерений выявляется при по­вторении измерений в одинаковых условиях. Если параллельные измерения не обнаруживают никаких расхождений, это свиде­тельствует о том, что измерения проводятся слишком грубыми средствами, не регистрирующими случайные погрешности, ко­торые не могут быть полностью исключены при любых измере­ниях т.к. связаны с погрешностью (чувствительностью) прибора.

Погрешность измерительного прибора - разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой вели­чины.

С метрологической точки зрения точность (чувствитель­ность) измерительного средства при правильных измерениях должна не менее чем в 6 раз превосходить возможный диапазон случайных погрешностей.