- •Основные метрологические понятия.
- •Истинное значение физической величины – это значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства объекта.
- •Решение.
- •Влияющая физическая величина – это величина, не измеряемая данным прибором, но оказывающая влияние на результат измерения.
- •Основная погрешность средства измерений – это предел абсолютной допускаемой погрешности средства измерений, используемого в нормальных условиях.
- •Поправка – значение величины, одноименной с измеряемой, прибавляемое к полученному при измерении значению с целью исключения систематической погрешности.
- •В общем случае погрешность средства измерений равна сумме систематической и случайной погрешностей:
- •Порог чувствительности – это наименьшее значение измеряемой величины, способное вызвать малейшее изменение показания прибора (для стрелочных приборов – малейшее перемещение стрелки).
- •Чувствительность прибора – это отношение перемещения стрелки прибора к изменению измеряемой величины, вызвавшему это перемещение.
Поправка – значение величины, одноименной с измеряемой, прибавляемое к полученному при измерении значению с целью исключения систематической погрешности.
Поправка может вводиться только в показания лабораторных приборов. Технические приборы должны обеспечивать необходимую точность и без введения поправок. Даже если технический прибор имеет систематическую погрешность, ее величина должна, во всяком случае, не превышать предела абсолютной допускаемой погрешности.
Случайная погрешность средства измерений- составляющая погрешности, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся. Будем обозначать ее ΔСЛ.
Пример 7. Пусть в процессе поверки технического термометра действительное значение измеряемой величины последовательно принимало ряд значений Х=10, 20, 30, 40 0С. При этом показания поверяемого термометра последовательно принимали ряд значений х=9,9, 20,1, 29,8, 40,2 0С.
Запишем это в развернутом виде.
Х 10 20 30 40 0С
х 9,9 20,1 29,8 40,2 0С
Δ (с учетом знака) -0,1 0,1 -0,2 0,2 0С
Как видим, случайная погрешность изменяется как бы хаотично. Имеется ее некоторый разброс. Предсказать ее величину и ввести поправку невозможно. Поэтому ее и называют случайной погрешностью. Она подчиняется закону нормального распределения (закону Гаусса) и характеризуется так называемыми дисперсией и среднеквадратичным отклонением. Закон нормального распределения изучается в соответствующих разделах теории вероятности, поэтому мы не будем сейчас на этом останавливаться.
В общем случае погрешность средства измерений равна сумме систематической и случайной погрешностей:
Δ=ΔСИСТ+ΔСЛ
Достаточно часто то или иное слагаемое в этой формуле может преобладать, а другое - стремиться к нулю. Иногда оба слагаемых– величины одного порядка.
Вариация – наибольшая, полученная экспериментально, разность между повторными показаниями приборов, соответствующие одному и тому же действительному значению измеряемой величины при неизменных внешних условиях (взятая по модулю).
Иными словами, вариация – это разность между наибольшим и наименьшим показаниями прибора, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины.
Пример 8. При четырехкратном измерении температуры кипящей воды (Х=100 0С) при постоянном давлении термометр последовательно показал 99.9, 99,7, 99,6, 99,8 0С. В этом случае вариация определится так:
В==99,9-99,6=0,3 0С
Вариация возникает в силу наличия случайных погрешностей. Как правило, для стрелочных приборов наибольшая вариация наблюдается, если сравнивать показания прибора (при неизменном значении измеряемой величины) при прямом и обратном ходе.
Существует понятие – допустимая вариация. Не будем давать определение этому понятию, отметим лишь, что допустимая вариация является паспортной характеристикой, и так же, как и предельная погрешность, характеризует точность средства измерения.