- •Общая теория измерений
- •1. Метрология. Основные термины и определения
- •2. Методы и средства измерений
- •2.1 Основное уравнение измерений
- •2.2 Шкалы измерений
- •2.3 Методы и средства измерений
- •2.4 Основные характеристики измерений
- •I. Метод противопоставления.
- •II. Дифференциальный метод.
- •IV. Метод совпадений.
- •2.5 Средства измерения, меры и эталоны
- •IV. Измерительные установки и системы.
- •3. Системы единиц величин
- •3.1 Виды физических величин и единиц
- •3.2 Системы единиц физических величин
- •3.3 Международная система единиц физических величин.
- •3.4 Определение основных единиц величин
- •3.5 Пояснения к формулировкам единичных величин.
- •3.6 Дополнительные единицы в системе си
- •3.7 Производные единицы.
- •3.8 Эталоны единиц величин в системе си
- •3.8.1 Эталоны единиц длины
- •3.8.2 Эталон единицы массы
- •3.8.3 Эталоны единицы времени и частоты
- •3.8.4 Эталон единицы силы электрического тока
- •3.8.5 Эталон единицы температуры
- •4. Модели измеряемых величин и средств измерения
- •4.1 Виды физических величин
- •4.2 Математические модели детерминированных случайных величин
- •4.3 Математические модели средств измерений
- •4.3.1 Виды измерительных преобразований
- •4.3.2 Математическая модель средств измерений в форме дифференциального уравнения.
- •4.3.3 Математическая модель средств измерений в форме передаточных и частотных характеристик
- •4.3.4 Математические модели средств измерения в форме весовой и переходной функций (характеристик)
- •5. Понятия метрологических характеристик и средств измерения
- •5.1 Номенклатура метрологических характеристик
- •1. Характеристики средств измерений, предназначенные для определения результатов измерений:
- •2. Характеристики погрешностей средств измерений:
- •3. Характеристики чувствительности приборов к влияющим величинам:
- •4. Динамические характеристики средств измерений:
- •5. Характеристики средств измерений по входу или выходу
- •6. Значения неинформативных параметров выходного сигнала приборов.
- •5.2 Способы нормирования метрологических характеристик
- •6. Классы точности средств измерений
- •6.1 Обозначение классов точности
- •7. Теория результатов измерений
- •7.1 Определение погрешности результат измерения
- •7.2 Основные источники погрешности результата измерения
- •7. 3 Классификации погрешности измерения γ
- •По форме представления:
- •По характеру изменения результатов при повторных измерениях погрешности измерения делятся на следующие виды:
- •По причине возникновения погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •По условиям проведения измерений погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •По характеру изменения физической величины погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •7.4.Способы выявления систематической составляющей погрешностей измерения
- •7.5 Выбор количества измерений
- •7.6 Требования к оценкам измеряемой величины
- •7.7 Точечные и интервальные оценки истинного значения измеряемой величины
- •7.7.1 Точечные оценки.
- •7.7.2 Интервальные оценки
- •8. Обработка результатов измерений
- •8.1 Обработка результатов прямых равноточных многократных измерений
- •8.1.1 Методика обработки результатов прямых многократных равноточных измерений
- •8.2 Обработка результатов неравнорассеянных (неравноточных) измерений
- •8.3 Совместная обработка нескольких рядов (серий измерений)
- •8.4 Обработка результатов косвенных измерений
- •8.5 Совокупные и совместные измерения
По характеру изменения результатов при повторных измерениях погрешности измерения делятся на следующие виды:
- систематические;
- случайные.
Систематические - погрешности, которые при повторных измерениях являются систематическими или изменяются закономерно.
Постоянные систематические погрешности могут быть устранены при помощи настройки приборов (аппаратурные коррекции) или введением поправок в результат измерения. Источниками систематической погрешности могут быть неточная реализация в приборе принципа и метода измерения, а также возможны конструктивные недостатки.
Закономерно изменяющиеся систематические погрешности обусловлены конструктивным недостатком приборов, старением, износом.
Систематическая погрешность легко выявляется путем сравнения результатов измерения на данном приборе с результатом измерения на более точном приборе. Полученная разность результатов может быть исключена путем введения поправки. Могут быть учтены и компенсированы путем введения поправки в результат измерения.
Вследствие того, что полностью выявить и исключить систематическую составляющую погрешности результата нельзя, то всегда остается неисключенная систематическая погрешность, будет проявляться как случайная. Близость к нулю систематической погрешности характеризует правильность измерений.
Случайной составляющей погрешности измерений называется погрешность, измеряющаяся при повторных измерениях случайным образом. Возникает в результате совместного действия многих факторов: температура, влажность, учесть влияние которых трудно.
Случайная погрешность не может быть полностью исключена, но может быть уменьшена путем увеличения числа измерений. Близость к нулю случайных погрешностей измерений называется их достоверностью.
По причине возникновения погрешности измерений делятся на следующие виды:
- инструментальная (приборная или аппаратурная) – погрешность,
вызванная дефектами средств измерения и совершенством конструкций приборов. К данной погрешности относятся возможные помехи и погрешности от объекта измерений.
Инструментальная погрешность является наиболее ощутимой и может являться как случайной, так и систематической.
- методическая погрешность – это составляющая, обусловленная несовершенством, недостатком методов измерений, возможными упрощениями, которые связаны с реализацией этих методов. К числу методических методов относятся погрешности из-за неидеального воспроизведения объекта и средства измерения. Чаще всего эта составляющая является систематической. К числу методических погрешностей относятся погрешности из-за неполной реализации принципов измерений. Методическая составляющая трудно выявляется.
- субъективная - это погрешность, которая возникает вследствие недостаточной квалификации операторов, или из-за индивидуальных особенностей человека. Могут быть как случайной, так и систематической.
По условиям проведения измерений погрешности измерений делятся на следующие виды:
- основная - погрешность, соответствующая нормальным условиям использования средств измерения. Нормальные условия устанавливаются стандартными. Применительно к этим условиям рассчитывается величина основной погрешности и это является основным фактором обеспечения единств измерений. Нормальными считаются следующие условия:
- температура окружающей среды 2930К + 50К ; 200 + 0,30 С;
- относительная влажность 65 + 15%;
- атмосферное давление 101,3кПа + 4 кПа; 750+ 30 мм рт. столба;
- напряжение электрической сети 220В + 20% (f = 50Гц)
Для некоторых типов средств измерения учитываются рабочие условия, в пределах которых гарантируется соблюдение требуемых метр. характеристик. В этом случае необходимо задавать диапазон изменения влияющих величин.
- дополнительная - возникает вследствие отклонения значений влияющих величин от нормального значения. Дополнительная погрешность может быть учтена с помощью функции влияния или коэффициентов влияния.
Ψ = 2% / 100 С – функция влияния температуры t показывает, что при изменении температуры на 100 С основная погрешность будет увеличиваться на 2%. Если функция влияния является нелинейной, то ее лучше представлять в виде графиков.