1.21. Метод приведения

При неизвестных распределениях погрешностей измерений аргументов и при наличии корреляции между ними для определения результата косвенного измерения и его погрешность используют метод приведения, который предлагает наличие отдельных значений измеряемых аргументов, полученных в результате многократных измерений.

Метод приведения (приведение результатов косвенных измерений к ряду прямых измерений) – получение ряда отдельных значений измеряемой величины путем подстановки отдельных значений аргументов в формулу, выражающую зависимость косвенно измеряемой величины от аргументов.

Метод основан на приведении ряда отдельных значений косвенно измеряемой величины к ряду прямых измерений.

Получаемые сочетания отдельных результатов измерений аргументов подставляют в формулу и вычисляют отдельные значения измеряемой величины А: А₁…, А_j…A_n.

Результат косвенного измерения Ã вычисляют по формуле:

Где n – число отдельных значений измеряемой величины, А – j-е отдельное значение измеряемой величины, полученное в результате подставки j-го сочетания согласованных результатов измерений.

Оценку ср. кв. отклонения случайных погрешностей результата косвенного измерения вычисляют по формуле:

Доверительные границы случайной погрешности для результата косвенного измерения вычисляют (без учета знака) по формуле:

Є(Р) =t_g S(Ã)

Границы не исключенной систем. Погрешности результата косвенных измерений при линейной зависимости и при нелинейной зависимости, а также доверительные границы погрешности результата косвенного измерения вычисляют в соответствии с ранее данными рекомендациями этого раздела.

1.21. Совокупные измерения

Совокупными называют производимые последовательно измерения нескольких одноименных величин и решением уравнений, полученных при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Таким образом совокупные измерения математически можно выразить системой ур-ий:

f₁ (y₁; y₂;…; y_n; x₁; x₂;…; x_m) = 0

f₂ (y₁; y₂;…; y_n; x₁; x₂;…; x_m) = 0

…………………………………..

f₃ (y₁; y₂;…; y_n; x₁; x₂;…; x_m) = 0

где y₁; y₂;…; y_n – искомые величины;

x₁; x₂;…; x_m - измеренные одноименные величины.

Уравнения в системе совокупных измерений могут отличаться друг от друга видом и сочетанием величин, входящих в каждое уравнение.

1.22. Совместные измерения

Совместными называют производимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для нахождения зависимости между ними.

Совместные измерения можно в общем случае выразить системой уравнений, аналогичной системе вышеприведенных уравнений, с той лишь разницей, что уравнения в системе совместных измерений имеют одинаковый вид и получаются при измерении одних и тех же неоднородных величин в разных условиях.

2.Средства и погрешности измерений

2.1. Средства измерений

Средство измерений – это техническое средство, используемое при измерении и имеющее нормированные метрологические свойства. К средствам измерений относят меры и измерительные приборы, преобразователи, установки и системы. От средств измерений зависит правильное определение значения измеряемой величины в процессе измерения.

Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Например, гиря-мера массы, измерительный резистор-мера электрического сопротивления и т.п. К мерам относятся также стандартные образцы и образцовые вещества.

Стандартный образец – это мера для воспроизведения единиц физической величины, характеризующих свойства или состав веществ и материалов. Например, стандартный образец свойств ферромагнитных материалов или среднелегированной стали с аттестованным содержанием химических элементов, образцы шероховатости поверхности.

Образцовое вещество – это вещество с известными свойствами, воспроизводимыми при соблюдении условий приготовления, указанных в утвержденной спецификации. Например, «чистая» вода, «чистые» газы, «чистые» металлы.

Образцовые вещества воспроизводят строго регламентированный состав веществ и широко используются при производстве количественных химических анализов и в создании реперных точек шкал. Например, «чистый» цинк служит для воспроизведения температуры 420 ⁰С.

Меры подразделяют на многозначные и однозначные.

Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера. По сути дела она воспроизводит либо единицу измерения, либо некоторое определенное числовое значение данной физической величины. Например, измерительная катушка сопротивления, гиря, плоскопараллельная концевая мера длины, измерительная колба, измерительный резистор, нормальный элемент, конденсатор постоянной емкости.

Из однозначных мер собирают наборы мер.

Набор мер – это специально подобранный комплект мер, применяемых не только по отдельности, но и в различных сочетаниях с целью воспроизведения ряда одноименных величин различного размера. Например, набор измерительных конденсаторов, набор плоскопараллельных концевых мер длины, набор гирь.

Многозначная мера воспроизводит ряд одноименных величин различного размера. Например, конденсатор переменной емкости, вариометр индуктивности, линейки с миллиметровыми делениями.

Образцовые средства измерений предназначены для передачи размеров единиц физических величин от эталонов или более точных образцовых средств рабочим средствам.

Общие требования к образцовым средствам измерений устанавливает ГОСТ 8.382-80. Образцовыми средствами измерений являются меры, измерительные приборы и устройства, прошедшие метрологическую аттестацию и утвержденные органами государственной или ведомственной метрологических служб в качестве образцовых. По назначению следует различать исходные и подчиненные образцовые средства измерений.

Исходными называют образцовые СИ, от которых размер единицы передается с наивысшей в данном подразделении метрологической службы точностью.

Подчиненными называют образцовые СИ, которым передается размер единицы от исходного образцового средства измерений непосредственно или через другие образцовые средства измерений.

В зависимости от погрешности аттестации образцовые средства измерений подразделяются на разряды. Для различных видов измерений, проводимых в отрасли, устанавливается различное число разрядов образцовых средств измерений, предусмотренное стандартами на поверочные схемы данного вида СИ. Разряды служат основой для их метрологического соподчинения; образцовые средства 1-го разряда поверяются, как правило, непосредственно по рабочим эталонам, а 2-го и последующих разрядов – по образцовым средствам предшествующих разрядов. Например, образцовыми мерами электродвижущей силы 1-го разряда служат нормальные элементы с погрешностью ± 2х10^-4 %, а образцовыми мерами 2-го разряда – нормальные элементы с погрешностью ± 5х10^-4 %. Образцовые меры массы (гири) и измерительные приборы для измерения давления на четыре разряда.

Рабочие средства измерения применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц, т.е. они служат для технических измерений в лабораториях или на производстве.

Для образцовых СИ не так важно, насколько велики поправки к его показаниям, как важны стабильность и воспроизводимость его показаний.