Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Метрология / Lektsia_3 (1).ppt
Скачиваний:
83
Добавлен:
27.03.2015
Размер:
788.99 Кб
Скачать

Вероятностные оценки погрешностей

В результате измерения получают значение измеряемой величины в виде числа в принятых единицах величин.

Погрешность измерения тоже выражается в виде числа.

Погрешность измерения является случайной величиной, описывающимся законом распределения погрешностей.

06/29/19

1

 

Из теории вероятности известно,

 

что закон распределения

 

характеризуется числовыми

 

характеристиками (неслучайными

 

числами), которые и используются для

 

количественной оценки погрешности.

 

Основными числовыми

 

характеристиками законов

 

распределения являются:

 

М [∆x] - математическое

 

ожидание

 

D [∆x] – дисперсия

06/29/19

2

f ( x)

Математическое ожидание

погрешности измерений есть неслучайная величина, относительно которой рассеиваются другие значения погрешностей при повторных измерениях.

M ( x) x f( x) d ( x)

-функция распределения

Математическое ожидание характеризует систематическую составляющую погрешности измерения,

,т.Mе[. этоx] тожеxc самое, что m.

Как числовая характеристика погрешности М[∆x] показывает на смещение результатов измерения относительно истинного значения измеряемой величины.

06/29/19

3

Дисперсия погрешности D[∆x]

 

 

 

 

D[ x] ( x M[ x])2 f ( x)d( x)

 

 

 

 

 

 

 

 

D[ x] ( x)2

f ( x)d( x)

Она характеризует степень разброса отдельных значений погрешности относительно математического ожидания.

06/29/19

4

Так как рассеивание происходит

за счет случайной составляющей

погрешности, то

 

D[ x] D[ x]

Чем D меньше, тем меньше разброс, тем точнее выполнены измерения. Следовательно дисперсия может служить характеристикой точности проведенных измерений. Однако, дисперсия выражается в единицах погрешности в квадрате.

06/29/19

5

Поэтому, в качестве числовой характеристики точности измерений используют среднее квадратичное[ x] Dотклонение[ x]

с положительным знаком и выражаемое в единицах погрешности.

Обычно, при проведении измерений стремятся получить результат измерения с погрешностью, не превышающей допустимое значение.

Знание только одного

среднеквадратического отклонения не

позволяет найти максимальную погрешность,

которая может встретиться при измерениях,

что свидетельствует об ограниченных

возможностях такой числовой характеристики

погрешности как

.

[ x]

 

06/29/19

6

При разных условиях измерения, когда законы распределения погрешностей могут отличаться друг от друга, погрешность с меньшей дисперсией может принимать большие значения.

Максимальные значения погрешности зависят не только от , но и от вида закона распределения. Тогда распределение погрешности теоретически не ограниченно, и, например, при нормальном распределении, погрешность может быть любой по значению.

В этом случае можно говорить лишь об интервале, за границы которого погрешность не выйдет с некоторой вероятностью. Этот интервал называют доверительным интервалом, характеризующим его вероятность – доверительной вероятностью, а границы этого интервала – доверительными значениями погрешности.

06/29/19

7

Правило 3

В практике измерений применяют различные значения доверительной вероятности PД, например:

0.90; 0.95; 0.98; 0.99; 0.9973 и 0.999.

Доверительный интервал и доверительную вероятность выбирают в зависимости от конкретных условий измерений.

Так например, при нормальном законе

распределения случайных погрешностей со

средним квадратическим отклонением

часто пользуются доверительным

[ x]

интервалом

от +

до -

 

 

 

 

 

3 [ 06/29/19x]

3 [ x]

 

8

Для которого доверительная вероятность равна Р = 0.9973. Такая доверительная вероятность означает, что в среднем из 370 случайных погрешностей только одна погрешность по абсолютному значению будетбольше, т.е. 370/371= 0.9973.

Так как на практике число отдельных измерений редко превышает несколько десятков, то появление даже одной случайной погрешности,3 больше,[ x] чем

маловероятное событие, наличие же

 

двух подобных погрешностей почти

 

невозможно.

9

06/29/19

Это позволяет с достаточным основанием утверждать, что все возможные случайные погрешности измерения, распределенные по нормальному закону,практически3 [ неx] превышают по абсолютному значению (правило трех сигм).

06/29/19

10

Соседние файлы в папке Метрология