5. Понятие погрешности измерений. Классификация погрешностей измерений.

Погрешность измерения — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Причины появления погрешностей могут быть самыми разнообразными. К основным из них относятся: несовершенство используемых средств измерений и неточность передачи рабочим средствам измерений размеров единиц соответствующих физических величин; несовершенства применяемого метода измерения; измерение условий измерений и человеческий фактор.

Все известные погрешности измерений делят

- в зависимости от их числового выражения на абсолютные, относительные и приведенные

• Абсолютной называют такую погрешность измерений, которая выражается в единицах измеряемой величины. Она определяется как разность текущего результата измерения и действительного значения измеряемой величины.

• Относительная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины.

• Приведенная погрешность – это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность СИ отнесена к условно принятому значению, постоянному во всем диапазоне измерений или его части. Условно принятое значение называют нормирующим. Чаще всего за него принимают верхний предел измерений данного СИ, применительно к которым и используется главным образом понятие «приведенная погрешность». Приведенную погрешность обычно выражают в процентах.

- в зависимости от закономерностей появления – на случайные, систематические и грубые.

• Случайной погрешностью измерения называют такую составляющую погрешности измерения. Которая изменяется случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайную погрешность нельзя исключить из результатов измерения, но можно уменьшить методами статистической обработки результатов измерений.

• Систематическая погрешность измерения – составляющая погрешности, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одного и того же параметра. Систематические погрешности по характеру проявления делят на:

• Постоянными систематическими погрешностями считают погрешности, остающиеся неизменными в течении всей серии проводимых однотипных измерений. Постоянные погрешности подразделяют на условно и безусловно постоянные. К ним относятся, например, погрешности из-за неточной подгонки образцовой меры, из-за неточной установки указателя средства измерения на нуль.

• Переменные систематические погрешности изменяются в процессе измерений и подразделяются на:

• Прогрессирующую погрешность. Представляет собой переменную систематическую монотонно убывающую или возрастающую погрешность. Например. Погрешность из-за разрядки батареи или аккумулятора, если результат измерений зависит от напряжения питания.

• Периодическую погрешность – погрешность, значение которой является периодической функцией времени. Например, погрешность, вызванная суточными изменениями напряжения питания электрической сети.

• Погрешность, изменяющаяся по сложному закону.

Так же систематические погрешности разделяются по источникам возникновения погрешностей на методические, инструментальные и субъективные систематические составляющие.

• Методическая погрешность измерений связана с несовершенством метода измерения, приемов использования СИ, неполнотой знаний о происходящих при измерениях процессах, с неточностью применения расчетных соотношений.

• Инструментальная составляющая погрешности возникает в следствие: собственной погрешности СИ, определяемой классом точности СИ; влиянием его на результат; ограниченной разрешающей способности средства измерений.

• Субъективная составляющая погрешности измерений связана с индивидуальными особенностями оператора и его отношением к выполняемым измерительным процедурам.

В целом погрешность результата любого измерения представляет собой сумму систематической и случайной составляющей. Поэтому в итоге её следует рассматривать как случайную величину.

• Грубая погрешность, иногда называемая промахом, возникает из-за ошибочных действий оператора, неисправности СИ или резких изменений условий измерения. Грубые погрешности выявляются в процессе правильно построенной статистической обработки результатов измерений и должны быть исключены из дальнейшего рассмотрения.

- в зависимости от характера измерения – на статические и динамические.

• Статическая погрешность измерений - погрешность результата измерений, свойственная условиям статического измерения, то есть при измерении постоянных величин после завершения переходных процессов в элементах приборов и преобразователей.

• Динамическая погрешность измерений - погрешность результата измерений, свойственная условиям динамического измерения. Динамическая погрешность появляется при измерении переменных величин и обусловлена инерционными свойствами средств измерений.