2.3. Погрешности измерений и их классификация.
Задачей
измерения является установить истинное
значение ФВ. Истинное значение измеряемой
ФВ можно было бы определить путем
безупречного (идеального) с технической
точки зрения сравнения измеряемой ФВ
с идеальной же мерой ФВ. Поскольку не
бывает идеальных мер ФВ, для которых мы
знаем истинное значение, то их заменяют
реальными мерами, для которых известно
действительное значение (
).
При этом инженер обязан выбрать такую
меру
,
чтобы для конкретной измерительной
задачи разницей истинного и действительного
значений можно было бы пренебречь. Тем
не менее следует всегда помнить, что
значение
,
отличаются от истинного.
Сравнение
значения измеряемой ФВ с действительным
значением этой ФВ (принимаемым за
истинное) в процессе измерения производится
тоже неидеально. Причинами могут быть
изменения внешних условий, конечная
разрешающая способность средств
измерений, действие многочисленных
влияющих факторов, износ средств
измерений и т. п. Поэтому появляются
погрешности результатов измерений.
Погрешность
результата измерения
- это отклонение результата измерения
(
)
действительного значения измеряемой
величины (
),
определяемое по формуле:
(2.1)
где
- погрешность результата измерения
(погрешность измерения).
Погрешности измерений могут быть классифицированы по следующим признакам:
по способу выражения - абсолютные, относительные;
по условиям измерения измеряемой ФВ - статические, динамические;
по характеру проявления - случайные, систематические;
по причине возникновения - методические, инструментальные, субъективные.
Абсолютная
погрешность измерения
- погрешность результата измерения,
выраженная в
единицах
измеряемой величины. Например, погрешность
измерения частоты Гц, погрешность
измерения напряжения В и т.д. Если,
то погрешность положительна, если
,
то погрешность отрицательна. Погрешность,
учитываемая без учета знака - это
абсолютное
значение погрешности.
Относительная погрешность измерения - погрешность результата измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины. Ее определяют из отношений
или
Статическая погрешность измерения - погрешность результата измерения, свойственная условиям статического измерения.
Динамическая погрешность измерения - погрешность результата измерения, свойственная условиям динамического измерения.
Методическая погрешность (погрешность метода) - это составляющая (часть) систематической погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого метода измерений. Например, при измерениях мощности, излучаемой антенной радиолокатора, часто применяют измеритель, состоящий из направленного ответвителя и измерителя мощности поглощающего типа. Однако часть энергии отражается от передающей антенны и не излучается в эфир. Однако эта часть отраженной от антенны мощности не измеряется. В результате возникает методическая погрешность, обусловленная несовершенством метода измерения, основанного на измерении только падающей на вход антенны энергии, но не учитывающего ее отраженную часть.
Инструментальная погрешность – это составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностями применяемых технических средств измерений. Иногда ее называют аппаратурной погрешностью. Она может быть случайной, систематической или их композицией (суммой).
Субъективная погрешность - это составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная индивидуальными особенностями оператора. Например, встречаются операторы, которые систематически опаздывают (или опережают) снять отсчеты показаний. Отсчет показаний - это значение величины или число, зафиксированное по отсчетному устройству средства измерений в заданный момент времени.