17.5. Методы повышения точности средств измерений и выполнения измерений

Общими методами повышения точности СИ (средств измерений) и выполнения измерений является следующие.

1. Методы стабилизации параметров СИ реализуются использованием стабильных материалов, выбором соответствующих режимов работы.

2. Методы пассивной защиты от быстро изменяющихся влияющих величин путём их усреднения (фильтрации) с целью снижения случайных погрешностей. Достоинствами методов пассивной защиты является их простота, надёжность и малая стоимость, недостаток – невозможность защиты СИ от медленно изменяющихся влияющих величин.

3. Методы активной защиты от постоянных или медленно изменяющихся влияющих величин – это стабилизация этих величин: стабилизация питающих напряжений, температуры, влажности и т.д. Основной недостаток активной защиты – её сложность и высокая стоимость.

4. Методы коррекции систематических погрешностей заключается в автоматическом исправлении возникающей погрешности.

5. Исключение прогрессирующих погрешностей путём коррекции нуля и чувствительности средств измерений. В этом случае исключаются только те погрешности, которые были в данный момент времени у данного СИ, т.к. сразу после коррекции идёт новое возрастание этих погрешностей. Такая коррекция должна периодически повторяться и тем чаще, чем выше требуемая точность и чем сложнее измерительное устройство.

6. Статистическая обработка данных для получения усреднённых значений полученных результатов и уменьшения случайных погрешностей. Это связанно с увеличением количества измерений, т.е. с увеличением времени на измерительную операцию.

17.6. Фундаментальный источник погрешностей измерений. Основные понятия и виды погрешностей

Погрешности измерений подразделяются на методические, инструментальные, вычисления и погрешности оператора.

Методические погрешности( ) возникают из-за несовершенства метода измерений, неточности формул, применяемых для описания явлений, положенных в основу измерений. К ним относятся также погрешности, обусловленные влиянием средств измерений на объект, свойство которого изменяется.

Инструментальные (приборные, аппаратурные) погрешности ( )– это погрешности средств измерений, определяемые несовершенством средств измерений вследствие недостаточно высокого качества элементов, влиянием внешних условий, воздействием помех на входе, погрешностями изготовления и сборки средств измерений. Инструментальная погрешность индивидуальна для каждого средства измерений.

Погрешность оператора (субъективная, личная ), в узком смысле – это погрешность отсчитывания, возникает вследствие индивидуальных особенностей (степень внимания, подготовленность) операторов, проводящих измерения. Эти погрешности практически отсутствуют при использовании автоматизированных средств измерений.

Таким образом, погрешность измерения представляет собой объединение этих составляющих .

По форме представления погрешности разделяются на абсолютные и относительные.

Абсолютная погрешность ( ) измерений, выражаемая в единицах измеряемой величины, представляет разность между измеренным и истинным (действительным) значениями измеряемой величины .

Относительная погрешность ( ) представляет отношение абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины . Обычно относительная погрешность выражается в процентах (3)

По характеру измерения физической величины погрешности средства измерения делятся на статические и динамические.

Статистическая погрешность ( ) – это погрешность средств измерений в случае, когда измеряемая величина за время измерения не изменяется.

Причины возникновения систематических погрешностей весьма разнообразны: несовершенство используемых средств и методов измерений, неправильное расположение приборов в пространстве и по отношению друг к другу; влияние внешних факторов (температурных, гравитационных, радиационных и других полей) и др.

Систематические погрешности можно исключить или уменьшить, устранив причины их появления.