Случайная погрешность - составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях одной и той же ФВ, проведенных с одинаковой тщательностью в одних и тех же условиях. Случайная составляющая погрешности возможна из-за трения в опорах подвижной части прибора, колебаний температуры окружающего воздуха, влияния магнитных и электрических промышленных помех и т.п. В появлении таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они обнаруживаются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Случайные погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерения; их можно уменьшить путем увеличения числа наблюдений и последующей математической обработкой экспериментальных данных.

Погрешности измерений

По способу выражения По характеру проявления

^ Субъективные

Вероятные

Средние

Рис.7. Классификация погрешностей измерения

Систематическая погрешность - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно меняющаяся при повторных измерениях одной и той же ФВ. Источником систематической погрешности может послужить, например, неточное нанесение отметок на шкалу стрелочного прибора, деформация стрелки. Отличаются от случайных тем, что они могут быть предсказаны, обнаружены и благодаря этому почти полностью устранены введением соответствующей поправки.

Прогрессирующая погрешность - это непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Их отличительные особенности:

они могут быть скорректированы поправками только в данный момент времени, а далее вновь непредсказуемо изменяются;

изменения прогрессирующих погрешностей во времени нестационарный случайный процесс.

Понятие прогрессирующей погрешности широко используется при исследовании динамики погрешностей средств измерений и их метрологической надежности.

Грубая погрешность (промах) - это случайная погрешность результата отдельного наблюдения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Возникают из-за ошибок или неправильных действий оператора, а также кратковременных резких изменений условий проведения измерений. Эти результаты обычно отбрасывают.

По способу выражения различают абсолютную, относительную и

и выражается в единицах измеряемой величины. Однако она не может в полной мере служить показателем точности измерений, так как одно и то же ее значение, например, Д=0,05 мм при ЛИ 00 мм соответствует достаточно высокой точности измерений, а при ЛИ мм - низкой. Поэтому и вводится понятие относительной погрешности.

Относительная погрешность - это отношение абсолютной погрешности

Относительную погрешность часто выражают в процентах истинного значения измеряемой величины, т.е. используют вместо (2) формулу

8 = [(X - Q)/Q]-m%.

Эта наглядная характеристика точности результата измерения не годится для нормирования погрешности средства измерения, так как при изменении значений Q 5 принимает различные значения вплоть до бесконечности при Q=0. В связи с этим для указания и нормирования погрешности средства измерения используется еще одна разновидность погрешности - приведенная.

Приведенная погрешность - это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерения отнесена к условно принятому значению X/у, постоянному во всем диапазоне измерений или его части:

измерения, метод измерения и человек, проводящий измерение. Несовершенство каждого из этйх компонентов приводит к появлению своей составляющей погрешности результата.

нелинейные Д„, имеющие нелинейную зависимость от измеряемой величины.

Рис. 9. Аддитивная (а), мультипликативная (б) и нелинейная (в) погрешности

Аддитивной, например, является систематическая погрешность, вызванная неточной установкой нуля у стрелочного прибора с равномерной шкалой; мультипликативной - погрешность измерения отрезков времени отстающими или спешащими часами. Такая погрешность будет возрастать по абсолютной величине до тех пор, пока владелец часов не выставит их правильно по сигналам точного времени.

Эти погрешности применяют в основном для описания метрологических характеристик СИ.

По влиянию внешних условий различают основную и дополнительную погрешности СИ. Основной называется погрешность СИ, определяемая в нормальных условиях его применения. Для каждого СИ в нормативно­ технических документах оговариваются условия эксплуатации - совокупность влияющих величин (температура окружающей среды, влажность, давление, напряжение и частота питающей сети и др.), при которых нормируется его погрешность. Дополнительной называется погрешность СИ, возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин.

ПРИМЕР. Амперметр предназначен для измерения переменного тока с номинальной частотой (50±5) Гц. Отклонение частоты за эти пределы приведет к дополнительной погрешности измерения.

Для оценивания дополнительных погрешностей в документации на СИ обычно указывают нормы изменения показаний при выходе условий измерения за пределы нормальных.

В зависимости от влияния характера изменения измеряемых величин

погрешности СИ делят на статические и динамические. Статическая погрешность - это погрешность СИ применяемого для измерения ФВ, принимаемой за неизменную. Динамической называется погрешность СИ, возникающая дополнительно при измерении переменной ФВ и обусловленная несоответствием его реакции на скорость (частоту) изменения измеряемого сигнала (например, из-за инерционности применяемых технических средств при достаточно быстрых изменениях измеряемой величины).

При измерениях детерминированных сигналов динамические погрешности обычно рассматриваются как систематические. При случайном характере