Раздел 2 Измерительный эксперимент и погрешность измерения
Основные компоненты измерительной системы: объект измерения; измерительный прибор; оператор; средства постоянного воздействия на объект; средства контроля воздействий; программа эксперимента.
Классификация погрешностей измерений по признакам: источник возникновения (инструментальная, методическая, согласования, субъективная; вычислений); способ выражения (абсолютная, относительная); условия проведения измерений (основная и дополнительная); характер проявления (систематическая и случайная). Запись числовых значений погрешностей и результатов измерений.
Структура и взаимосвязь основных этапов процесса измерения.
2.1. Основные компоненты измерительной системы являются объект измерения; измерительный прибор; оператор; средства постоянного воздействия на объект; средства контроля воздействий; программа эксперимента.
Измерительная система – средство измерения, представляющее собой объединение мер, измерительных приборов и другое, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве.
Объект измерения — это физическая величина, которая подлежит измерению
Измерительный прибор -– средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной непосредственно восприятию че-ловека.
Оператор-человек осуществляющий измерения на измерительном приборе
Программа эксперимента это совокупность действий включающих цель и задачи эксперимента; выбор варьирующих факторов; обоснование объема эксперимента, числа опытов; порядок реализации опытов, определение последовательности изменения факторов; выбор шага изменения факторов, задание интервалов между будущими экспериментальными точками; обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.
2.2. Классификация погрешностей измерений по признакам: источник возникновения (инструментальная, методическая, согласования, субъективная; вычислений); способ выражения (абсолютная, относительная); условия проведения измерений (основная и дополнительная); характер проявления (систематическая и случайная). Запись числовых значений погрешностей и результатов измерений.
Структура и взаимосвязь основных этапов процесса измерения.
Классификация погрешностей:
по источнику возникновения
- Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы.
-– методические – возникают вследствие неправильного выбора модели измеряемого свойства, несовершенства принятого метода измерения, допущений и упрощений при использовании эмпирических зависимостей и др.
субъективная погрешность – составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная индивидуальными особенностями оператора (степень внимательности, сосредоточенности, подготовленности).
-погрешность вычислений – как правило при округлении
Также встречается погрешность согласования
по способу выражения
- Абсолютная погрешность СИ – погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой величины: ∆Х = Хп – Хд. ,
Где Хп- значение измеренной величины,
– Хд – значение действительной величины или средней величины)
Если абсолютная погрешность не изменяется во всем диапазоне измерения, то она называется аддитивной, если она изменяется пропорционально измеряемой величине (увеличивается с ее увеличением), то она называется мультипликативной.
- Относительная погрешность СИ – погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности СИ к результату измерений или к действительному значению измеренной величины:
δ = ∆Х / Хд. (%, или долях)
-Приведенная погрешность СИ – относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому нормирующему значению величины ХN:
(%, или долях)
X - нормирующее значение шкалы прибора
3) по условиям проведения измерений
1. основную погрешность – погрешность СИ, используемого в нормальных условиях;
2. дополнительную погрешность – погрешность СИ, возникающая при отклонении одного из внешних факторов за пределы своего значения в нормальных условиях.
4) по характеру проявления:
Систематической погрешностью называется погрешность, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся во времени при повторных измерениях одной и той же величины. Пример:: смещение настройки прибора во времени.
Случайной погрешностью измерения называется погрешность, изменяется случайным образом при повторных измерения одной и той же величины. Например, при измерении валика одним и тем же прибором в одном и том же сечении получаются различные значения измеренной величины.
5) В зависимости от режима работы СИ:
1. статическую погрешность – погрешность СИ при измерении установившегося во времени значения измеряемой величины.
2. динамическая погрешность – разность между погрешностью СИ в динамическом режиме работы и его статической погрешностью, соответствующей значению измеряемой величины в данный момент времени.