1) Что такое погрешность измерения, результата измерения и средства измерения и их отличие? Погре́шность измере́ния — отклонение измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения.
Погрешность результата измерения – отклонение результата измерения от действительного (истинного) значения измеряемой величины. Инструментальные и методические погрешности. Методическая погрешность обусловлена несовершенством метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях.
Погрешность средства измерений — это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением.
-погрешность средства измерений – разность между показанием средства измерения и известным опорным значением измеряемой величины .
Погрешность результата измерения – указывает возможные границы неопределенности значения измеряемой величины.
Средство измерений, в зависимости от точности принятых при его конструктивной реализации решений, адекватных принципу измерений физической величины, является источником инструментальных погрешностей, часто наиболее существенных среди всех источников погрешностей. Например, в случае неравенства плеч коромысла весов 4 измеряемая масса будет уравновешиваться набором гирь (пусть самых точных) с погрешностью, вызываемой неравенством плеч. Это будет представлять источник инструментальной (одинаково присутствующей при всех измерениях) погрешности.
2) От каких факторов зависят результат измерений и его погрешность? Понятия погрешности результата измерения и погрешности средства измерений во многом близки друг к другу и классифицируются по одинаковым признакам.
Погрешность измерений зависит от многих факторов:
- применяемого метода измерений;
- применяемого средства измерений;
- условий проведения измерений (прежде всего температуры, давления, влажности окружающей среды, качества электрической энергии, питающей средство измерений);
- способа обработки результатов измерений;
- квалификации операторов, организующих и проводящих измерения, и др.
Указанные факторы по-разному сказываются на отличии результатов измерений от истинного значения измеряемой величины. Прежде всего, существует погрешность за счет замены истинного значения его отображением (лучшим или худшим) в виде действительного или принятого опорного значения.
Другим источником погрешности измерений, непосредственно не связанных с погрешностью средств измерений, являются особенности примененного метода измерений.
3) Назовите основные источники погрешности измерений? Источники появления погрешностей измерений: - неполное соответствие объекта измерений принятой его модели;
- неполное знание измеряемой величины;
- неполное знание влияния условий окружающей среды на измерение
- несовершенное измерение параметров окружающей среды;
- конечная разрешающая способность прибора или порог его чувствительности;
- неточность передачи значения единицы величины от эталонов к рабочим средствам измерений;
- неточные знания констант и других параметров, используемых в алгоритме обработки результатов измерения;
- аппроксимации и предположения, реализуемые в методе измерений;
- субъективная погрешность оператора при проведении измерений;
- изменения в повторных наблюдениях измеряемой величины при очевидно одинаковых условиях и другие.
Группируя перечисленные выше и другие причины появления погрешностей измерений, их можно разделить на погрешности метода измерений, средств измерений (инструмента) и оператора, проводящего измерения. Несовершенство каждого этого компонента измерения вносит вклад в погрешность измерения.
4) Приведите классификацию погрешностей измерений в зависимости от характера проявления. По характеру проявления погрешности делятся на случайные, систематические, прогрессирующие и грубые (промахи). Деление погрешности на составляющие было введено для удобства обработки результатов измерений исходя из характера их проявления. В процессе формирования метрологии было обнаружено, что погрешность не является постоянной величиной. Путем элементарного анализа установлено, что одна ее часть проявляется как постоянная величина, а другая - изменяется непредсказуемо. Эти части назвали систематической и случайной погрешностями. Изменение погрешности во времени представляет собой нестационарный случайный процесс. Разделение погрешности на систематическую, прогрессирующую и случайную составляющие представляет собой попытку описать различные участки частотного спектра этого широкополосного процесса: инфранизкочастотный, низкочастотный и высокочастотный.