1.Погрешности результатов измерений и причины их появлений.

Результат всякого измерения содержит погрешность. Под действительным значением физи­ческой величины следует понимать такое ее значение, которое найдено экспериментальным путем и настолько приближается к истинному значению, что для данной цели может быть исполь­зовано вместо него. Погрешностью измерения называется отклонение результата измерения от действительного значения измеряемой величины.

Если действительную величину обозначить Q, а погрешность ее измерения Δх, то результат измерения определится равенством: X = Q + Δx, откуда Δx = X-Q.

Погрешность измерения величины представляет собой разность между результатом измерения и действительной вели­чиной.

Чтобы определить действительную измеряемую величину, не­обходимо из результата измерения вычесть погреш­ность (ошибку): Q=X-Δx, т. е. внести поправку в приближенное значение измеряемой вели­чины. Поправка представляет собой погрешность, взятую с обратным знаком.

Причины возникновения погрешностей можно подразделить на следующие группы: методические, инструментальные и субъек­тивные.

Методические погрешности являются следствием не­точности метода измерения или расчетной формулы, положенной в основу создания прибора. Методические погрешности могут быть также обусловлены тем, что принципиальная схема прибора не обеспечивает точного воспроизведения функциональной зависи­мости, связывающей измеряемую величину с той, на которую в дей­ствительности реагирует чувствительный элемент.

Инструментальные погрешности являются следст­вием недостатка конструкции прибора, несоблюдения технологии его изготовления и неточности изготовления деталей прибора, сборки и регулировки прибора, а также следствием его износа или старения.

Инструментальные погрешности делят на следующие группы: шкаловые, погрешности трения, погрешности, вызванные наличием зазоров, и погрешности остаточной деформации.

Шкаловые погрешности возникают вследствие неточной регу­лировки механизма (при стандартной шкале), неточной градуи­ровки шкалы (если шкала тарируется индивидуально для каждого прибора), неточности установки шкалы и стрелки при сборке прибора.

Погрешности, вызываемые трением, обусловлены силами (мо­ментами) трения, возникающими в опорах и подвижных соедине­ниях. Силы трения всегда направлены против движения подвижных частей прибора. Поэтому при возрастании измеряемой величины прибор дает заниженные показания, а при убывании — завышен­ные. Погрешность трения определяют при испытаниях прибора путем сравнения его показаний до и после постукиваний по при­бору. При этом стрелка прибора смещается на величину, характе­ризующую погрешность трения.

Погрешности, вызываемые наличием зазоров, возникают в случаях, когда зазоры в опорах и подвижных соединениях не выби­раются пружинами. Эти погрешности при статических измерениях могут проявляться в виде непостоянства показаний прибора. Для устранения этих погрешностей зазоры по возможности уменьшают и применяют пружины (волоски), выбирающие за­зоры.

Погрешности остаточной деформации упругих элементов про­являются в том, что подвижная система не возвращается в исход­ное положение после прекращения действия измеряемой величины или измеряемая величина не совпадает при отсчетах на одних и тех же отметках шкалы при возрастании и убывании показаний прибора.

Чтобы уменьшить погрешность из-за остаточной деформации, упругие элементы выполняют из специальных сплавов при стро­гом соблюдении технологии термической обработки.

Инструментальные погрешности определяют экспериментально и заносят в паспорт прибора. Инструментальные погрешности не постоянны. Поэтому необходимо осу­ществлять периодическую поверку приборов, т. е. сравнивать показания рабочих приборов с образцовыми.

Субъективными называют такие погрешности, кото­рые зависят от индивидуальных качеств наблюдателя (исследова­теля, оператора). Эти погрешности зависят от индивидуальной оценки показаний прибора тем или иным наблюдателем, от опытности его, от положения наблюдателя относительно прибора.

По своей природе погрешности можно подразделить на систе­матические, случайные и грубые.

Систематическими погрешностями называются составляющие погрешности измерения, остающиеся постоянными или законо­мерно изменяющиеся при повторных измерениях одной и той же величины. К систематическим погрешностям относятся: инструменталь­ные, погрешности установки, являющиеся следствием неправиль­ной установки прибора, методические.

Случайными называются погрешности, изменяющиеся случай­ным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Они обнаруживаются при повторных измерениях, выполненных с одинаковой тщательностью. Источники случайных погрешностей - влияние различных неконтролируемых внешних условий.

Случайная погрешность зависит от точности измерительных приборов и тщательности выполнения измерений.

Грубыми называются погрешности, существенно превышающие ожидаемую погрешность при данных условиях. Причинами гру­бых погрешностей могут быть неправильный отсчет по шкале, неправильная запись и др.