Раздел 4

Теория неопределенности измерений

Лекция 8

Основные понятия и определения

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия

Основные постулаты метрологии

истинное значение определяемой величины существует и оно постоянно

истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия

Основные свойства истинного значения измеряемой величины:

1.оно является уникальным, и, значит,

единственным

2.оно объективно и независимо от процесса

измерений

3.отыскать его невозможно и его заменяют

действительным значением измеряемой

величины, которое трудно определить

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия

Недостатки теории погрешности:

погрешность измерений, в отличие от погрешности результата измерений, которая имеет вероятностный характер, остается неизвестной.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия

Недостатки теории погрешности:

Рассмотрение процесса измерения с физической точки зрения указывает на то, что представление измеряемой величины, как величины, имеющей уникальное истинное значение,

является неправомерным и

непродуктивным.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Измерение

процесс экспериментального

получения одного или более

значений величины, которые можно приписать величине.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Примечание

Измерение не применяется к

номинальным свойствам.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Примечание

Измерение означает сравнение

величин и включает в себя расчет сущностей (явления, тела или вещества).

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Примечание

Измерение предполагает описание величины, соответствующее предполагаемому использованию результата измерения, методики измерения и калиброванной измерительной системы, работающей в соответствии с установленной методикой измерения, включающей условия измерения.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Результат измерения

Совокупность значений величины,

приписываемых измеряемой величине вместе с любой другой соответствующей информацией

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Примечание

Результат измерения обычно содержит относящуюся к нему информацию о совокупности значений величины, при этом некоторые из них могут быть более репрезентативными, чем другие, что может быть представлено функцией плотности распределения

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Примечание

Результат измерения обычно выражается как единственное измеренное значение величины с неопределенностью измерения.

Если неопределенность измерения для какой-либо цели считается пренебрежимо малой, результат измерения может быть выражен как единственное измеренное значение величины.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Измеренное значение величины

значение величины, представляющее результат измерения.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Истинное значение величины

значение величины, адекватное определению величины.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

В теории неопределенности вследствие присущего определению величины недостаточного количества деталей, не существует единственного истинного значения величины, скорее существует совокупность истинных значений, адекватных определению величины. Однако, эта совокупность значений в принципе и на практике неизвестна.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

В концепции неопределенности вместо понятия (совокупности истинных значений) также используется термин

метрологическая совместимость результатов для оценки их адекватности

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Если неопределенность определения, ассоциируемая с измеряемой величиной, пренебрежимо мала по сравнению с другими составляющими неопределенности измерения, измеряемая величина может рассматриваться как имеющая

существенно уникальное истинное значение.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Условное значение величины

значение величины, приписываемое величине по соглашению для конкретной цели (значение ассоциируемое с достаточно малой приемлемой неопределенностью измерения, которая может быть равна нулю).

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Условное значение величины

Пример

Стандартное ускорение свободного падения (ранее называемое «стандартным ускорением, вызванным гравитацией»):

gn= 9,80665 м/с2

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Неопределенность измерений

неотрицательный параметр, характеризующий разброс значений величины, приписываемых измеряемой величине на основе используемой информации

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Неопределенность измерения включает составляющие, вызываемые систематическими воздействиями

–ассоциируемые с вводимыми на них поправками

–связанные с передаваемыми измерительными эталонами значениями величины, а также с неопределенностью определения

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Погрешность измерения

измеренное значение величины минус опорное значение величины

важно принимать во внимание знак этой разницы

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Понятие погрешности измерения может быть использовано:

если имеется единственное опорное значение величины, что имеет место при проведении калибровки с помощью измерительного эталона с измеренным значением величины, имеющим пренебрежимо малую неопределенность, или в случае, если дано условное значение величины и для этих случаев погрешность измерения является известной;

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Основные понятия теории неопределенности

Понятие погрешности измерения может быть использовано:

если предполагается, что измеряемая величина представлена уникальным истинным значением или совокупностью истинных значений в пренебрежимо малом диапазоне, погрешность измерения является неизвестной.

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Отличия теорий неопределенности и погрешностей

Пример

в ходе проведения измерений температуры был получен результат: 100+1 оС

Теория погрешностей:

100 оС – это результат измерений

+1 оС – это погрешность измерений

Теория неопределенности:

полученные значения представляют собой

неотрицательный интервал 99 – 101 оС, который

приписывается измеряемой величине

Теория неопределенности измерений Основные понятия и определения

Отличия теорий неопределенности и погрешностей

Следует также отметить, что понятие «неопределенность» является более широким, чем

понятие «погрешность».

Погрешность, как характеристика результата измерения,

является показателем, характеризующим измерение

исключительно как экспериментальный процесс, в то время как неопределенность наряду с

экспериментальными данными учитывает и другую

информацию, относящуюся к измерению, например неопределенность других средств измерений,

используемых при измерении, справочные данные и

другую информацию, в том числе экспертные оценки.