3. Причины возникновения погрешностей измерения

Таким образом, имеется ряд слагаемых погрешностей, которые являются доминирующими в общей погрешности измерения. По причинам возникновения их можно классифицировать следующим образом [3]:

- погрешности, зависящие от средства измерения. Нормируемую допустимую погрешность средства измерения рассматривают как погрешность при одном из возможных вариантов использования этого средства измерения.

- погрешности, зависящие от установочных мер. Установочные меры могут быть универсальными (концевые меры) и специальными (изготовленные по виду измеряемой детали). Если установочная мера будет максимально подобна измеряемой детали по конструкции, массе, материалу, его физическим свойствам, способу базирования и т. д., погрешность измерения будет меньше. Погрешности от концевых мер длины возникают из-за погрешности изготовления (классы) или погрешности аттестации (разряды), а также из-за погрешности их притирки.

- погрешности, зависящие от измерительного усилия. Выделяют упругие деформации установочного узла и деформации в зоне контакта измерительного наконечника с деталью при оценке влияния измерительного усилия на погрешность измерения.

- погрешности, происходящие от температурных деформаций. Погрешности возникают из-за разности температур объекта измерения и измерительного средства. Рассматривают два основных источника, обуславливающих погрешность от температурных деформаций: отклонение температуры воздуха от 20°С и кратковременные колебания воздуха в процессе измерения.

- погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности):

1. погрешность отсчитывания (особенно важна, когда обеспечивается погрешность измерения, не превышающая цену деления);

2. погрешность присутствия (проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды, а тем самым на измерительное средство);

3. погрешность действия (вносится оператором при настройке прибора);

4. профессиональные погрешности (связаны с квалификацией оператора, с отношением его к процессу измерения).

- погрешности, при отклонениях от правильной геометрической формы;

- дополнительные погрешности при измерении внутренних размеров.

4. Особенности измерений в строительстве

При определении специальных свойств различных строительных материалов стандартные измерительные средства применяются в качестве вспомогательных в комплекте со специальными измерительными приборами, разработанными только для данного испытания. Точность определения заданного параметра при этом зависит, как правило, от ряда специальных операций, выполняемых при испытаниях. [2] Например, можно рассмотреть влияние погрешностей на точность измерения горизонтальных углов. Выделяют следующие основные погрешности:

1. центрирования  (установка оси вращения теодолита над вершиной измеряемого угла, максимальное значение которой равняется Δс. p/d), 

2. редуцирования (внецентренное положение визирной цели, вычисляемой по формуле аналогичной погрешности центрирования), 

3. визирования  (зависит от увеличения зрительной трубы и составляет величину 60"/v),

4. отсчетов на лимбе,  принимаемой равной  половине  точности отсчетного устройства, т.е. mo= t/2.

При соблюдении методики угловых измерений техническими теодолитами влияние  погрешностей за центрирование и редуцирование можно свести к пренебрегаемо малым величинам.  Тогда,  главное влияние на  точность измерения оказывают погрешности отсчетов по лимбу. Учитывая это, определим среднюю квадратичную погрешность измерения угла.  При  измерении угла  после  наведения  на  точки делаются отсчеты по лимбу со средней квадратичной погрешностью mo = t/2.  Эту погрешность можно принять  за погрешность направления измеряемого угла, т.к. другие виды погрешности не оказывают существенного влияния.

Погрешность угла как разности двух направлений

mβ' = mo√2 = (t/2) . √2.

Средняя квадратическая  погрешность угла,  измеренного дважды при КЛ и КП,

mβ = (t/2) . √2 / √2 = t/2.

Средняя квадратичная погрешность разности двух значений угла в полуприемах:

md = mβ' √2 =(t/2) . √2 . √2 = t,

а предельная погрешность с вероятностью 95% принимается равной удвоенной, т.е.

md(пред) = 2md = ±2t.

Таким образом,  разность  между  значениями  угла в полуприемах не должна превышать двойной точности отсчетного устройства.

Большинство методов и средств испытаний строительных материалов регламентированы только строительными стандартами (например, ГОСТ 26433.0-85) и не проходили метрологическую экспертизу. Например, при определении подвижности, жёсткости бетонных смесей, морозостойкости бетона, прочности с использованием некоторых неразрушающих методов погрешность измерений остаётся неизвестной и допуск на определяемый параметр, как правило, не задан. Однако используемые приборы имеют простые надёжные конструкции, и точность определения технологического параметра (например, подвижности) оказывается достаточной для осуществления технологического процесса. [2]

При определении наиболее ответственных функциональных параметров, например прочности бетона при разрушении контрольных кубов, учитываются возможные отклонения от значений, полученных при испытании. [2]

Погрешность стандартного измерительного средства (пресса) ничтожна мала по сравнению с рассеиванием, связанным с неоднородностью материала, и не учитывается при расчёте гарантированной прочности. [2]

Качество возведения зданий и сооружений во многом определяется также точностью геометрических параметров, для контроля которых используются в основном стандартные измерительные средства. При этом геодезические средства измерений, как наиболее ответственные, полностью обеспечиваются поверкой. [2]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поставленная мною цель в начале исследования достигнута. Рассмотрены виды погрешностей, их классификация, причины возникновения, определено влияние погрешности в строительном производстве.

Причинами возникновения погрешностей является совокупность большого числа факторов, которые можно объединить в две основные группы:

- факторы, появляющиеся нерегулярно, которые трудно предвидеть;

- факторы, закономерно изменяющиеся при проведении измерений, которые проявляются постоянно.

Появление случайных погрешностей зависит от большого числа несущественных факторов. Случайные ошибки от каждого из них невозможно выявить, учесть и исключить в отдельности. Но можно рассматривать как результат суммарного воздействия всех факторов на результат измерений и учитывать с помощью методов теории вероятности.

В отличие от случайных систематические погрешности остаются постоянными или закономерно изменяются. При надлежащей постановке эксперимента их обычно удается вычислить и исключить из результатов.

Особенностью измерений является то, что при их повторении на более высоком научно-техническом уровне результат измерения не совпадает абсолютно точно с ранее полученными значениями [4] (например, разработаны новые электронные средства линейно-угловых измерений высокой точности, которые позволяют пересмотреть в сторону уменьшения некоторые допуски на различные виды работ в строительстве).

Это приводит к заключению, что полностью исключить погрешности невозможно, можно лишь снизить их до минимальных размеров, тем самым увеличить точность, а, следовательно, и качество выпускаемых строительных материалов, изготовление конструкций и деталей, а если взять вообще, то и возведение зданий и сооружений полностью.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аристов А.И., Карпов Л.И., Приходько В.М., Раковщик Т.М.. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник пособие для студентов высших учебных заведений.- 2-ое изд., испр.- М. : Издательский центр «Академия», 2007. - 384 с.

2. Гончаров А.А., Копылов В.Д. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений.- 5-ое изд., стер.- М. : Издательский центр «Академия», 2007. - 240 с.

3. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник для студентов высших учебных заведений.- 2-ое изд., испр.- Сп.-б. : «Питер», 2001. - 432 с.

4. Сигов А.С., Нефёдов В.И. Метрология, стандартизация и технические измерения: Учебник для студентов высших учебных заведений.- М. : «Высшая школа», 2008. - 624 с.