Характеристика качества измерений
Под качеством измерений понимается совокупность свойств, обусловливающих соответствие средств, метода, методики, условий измерений и состояния единства измерений требованиям измерительной задачи (техники безопасности, экологического, экономического и других факторов).
Результат измерения – значение величины, полученное путем ее измерения. Результат зависит от того, насколько качественно проведено измерение. Когда говорят «результат измерения», то следует указывать к чему он относится – к показанию средства измерения и неисправленному результату, к исправленному результату, проводилось ли усреднение результатов нескольких измерений.
Неисправленный результат – это значение величины, полученное с помощью средства измерения, до введения в него поправок, учитывающих систематические погрешности. Если говорят только об одном измерении, то неисправленный результат идентичен показанию измерительногоьприбора.
Исправленный результат – это полученное с помощью средства измерения значение величины и уточненное путем введения в него необходимых поправок на действие предполагаемых систематических погрешностей.
Качество измерений характеризуется:
-размером допускаемых погрешностей;
-точностью;
-достоверностью;
-правильностью;
-сходимостью;
-воспроизводимостью.
Точность – это качество измерений, отражающее близость результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям. Точность оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Например, если погрешность 10 , то точность будет 106.
|
|
Даже самые точные приборы не могут показать действительного значения измеряемой величины. Обязательно существует погрешность измерения, причинами которой могут быть различные факторы.
Достоверность характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятности и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата с погрешностью, не превышающей заданных границ.
Под правильностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.
Сходимость – это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.
Воспроизводимость – это качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различное время, разными методами и исполнителями, но приведенных к одним и тем же условиям измерения.
|
|
Погрешности измерений
Погрешность измерения – это отклонение результата измерения (Хизм.) от истинного (действительного) значения измеряемой величины (Хд):
. (1.7)
Погрешность измерений представляет собой сумму целого ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину.
Погрешности измерений могут быть классифицированы по ряду признаков.
По характеру проявления погрешности различают: систематические, случайные и промахи.
Систематическая погрешность – это составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.
Случайная погрешность – составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одного и того же размера физической величины. Такая погрешность может быть вызвана, например, неправильным функционированием механических или электрических элементов измерительного устройства.
|
|
Промах (грубая погрешность) – это случайная погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Измерение, где допущен промах, во внимание не принимают. Грубые погрешности, как правило, допускаются самим исполнителем, который из-за неопытности или усталости неправильно считывает показания прибора или ошибается при обработке информации. Их причиной могут стать и неисправность средств измерений, и резкое изменение условий измерения.
По способу выражения погрешности выделяют абсолютные и относительные.
Абсолютная погрешность — это погрешность, выраженная в тех же единицах, что и измеряемая величина. Абсолютную погрешность Δ можно рассчитать по формуле
, (1.8)
где Х— результат измерения;
– истинное значение измеряемой величины.
В том случае, когда не известно , используют Хср – среднее арифметическое нескольких измерений.
Относительная погрешностьσ, % представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:
|
|
(1.9)
или
σ = = . (1.10)
По условиям измерения величины различают погрешности статические и динамические.
Статическая погрешность — погрешность результата измерений, свойственная условиям статического измерения.
Динамическая погрешность— погрешность результата измерений, свойственная условиям динамического измерения.
Полностью исключить погрешности практически невозможно, а вот установить пределы возможных погрешностей измерения и, следовательно, точность их выполнения необходимо.
Приведенная погрешность измерения у представляет собой отношение абсолютной погрешности ∆ к нормированному значению величиныXN, например, ее максимальному значению Хmах, т. е.
у = (±∆ / XN )∙100, (1.11)
где XN — нормированное значение величины,
ХN = Хmах.
В отличие от относительной и приведенной абсолютная погрешность всегда имеет ту же размерность, что и измеряемая величина.
При многократных измерениях в качестве истинного значения, как правило, используют среднее арифметическое значение
Хср=(Х1 +Х2+…+Хп )/п= ∑Хi (1.12)
Величина X, полученная в одной серии измерений, является случайным приближением к Хн.
Мерой рассеяния отдельных результатов является дисперсия
S2(x)= , (1.13)
где Хi– результат измерений;
– среднее арифметическое результатов измерений;
– число измерений.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 657; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!