 |
Классификация погрешностей
|
|
|
|
Погрешности измерений классифицируют по ряду признаков: форме выражения, причинам возникновения, характеру проявления и т.д.
1. Классификация погрешностей по форме выражения
По форме выражения погрешности подразделяются на абсолютные и относительные.
Погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины, называется абсолютной, если измеренная величина не превышает действительное значение, погрешность положительна, если же действительное значение больше измеренного – отрицательна. Абсолютная погрешность характеризует качество измерений только однородных величин примерно одинакового размера.
Относительной погрешностью называется отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины: δ= 
≈ 
Относительная погрешность может характеризовать качество измерений как разнородных, так и однородных величин разного размера.
Для оценки качества измерения необходимо вычислить относительные погрешности: меньшая погрешность при прочих равных условиях характеризует более высокое качество измерений.
В метрологии пользуются понятием «точность измерения».
Точность – это величина обратная относительной погрешности. Как правило, относительные погрешности выражаются в %.
2. Классификация погрешностей по причине возникновения.
По причинам возникновения погрешности подразделяют на две группы: объективные погрешности, не связанные с человеком-оператором, проводящим измерения, и субъективные (личные), обусловленные экспериментатором, состоянием его органов чувств, опытом и т.д.
В свою очередь, объективные погрешности опознания объекта, методические, инструментальные и погрешности, обусловленные внешними условиями.
|
|
|
Погрешность опознания объекта измерения – связаны с несоответствием реального объекта принятой модели.
Погрешности метода обусловлены несовершенством метода измерений, упрощающими предположениями, принятыми при обосновании метода. К этим погрешностям относятся составляющие погрешности, вызываемые влиянием средства измерения на измеряемую цепь.
Инструментальные погрешности – погрешности из-за несовершенства средств измерения, их схемы, конструкции, состояния в процессе эксплуатации. Каждое средство измерения характеризующееся свойственной ему погрешностью, которая входит в общую погрешность измерения.
3. Классификация погрешностей измерений по закономерностям проявления.
По закономерностям проявления различают систематические, случайные, грубые погрешности измерений и промахи:
Систематическая погрешность 
– это составляющая погрешность измерения, которая остается при повторных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях. Закономерно изменяющаяся систематическая погрешность, в свою очередь, может быть прогрессирующей (возрастающей, убывающей), периодической или изменяющейся по сложному непериодическому закону.
К постоянным систематическим погрешностям относят погрешности, вызванные изменением напряжения питания (разряд аккумулятора – батареи), погрешности, связанные с действием электромагнитных помех, влиянием отражений и т.д.
Систематические погрешности могут быть обнаружены и оценены.
Если систематическая погрешность достаточно точно определена, то она может быть исключена введением поправки или поправочного множителя.
Поправка – значение величины, одноименной величине для исключения систематической погрешности. Поправка равна абсолютной систематической погрешности с обратным знаком.
Поправочный множитель – число, на которое умножают результат измерения с целью исключения систематической погрешности.
|
|
|
Случайная погрешность 
– составляющая погрешности измерения, которая при повторных измерениях в одних и тех же условиях изменяется случайным образом, без видимой закономерности. Случайные погрешности – это следствие случайных процессов, протекающих в измерительных цепях. Для оценки погрешностей и разработки способов уменьшения их влияния на результат измерения используют аппарат теории вероятности и математической статистики.
Результат измерения всегда содержит как систематическую, так и случайную погрешность: 
Поэтому погрешность результата измерений в общем случае нужно рассматривать как случайную величину. Тогда систематическая погрешность является математическим ожиданием этой величины 
, а случайная погрешность – центрированной случайной величиной.
Грубой погрешностью называют погрешность, существенно превышающую погрешность, оправданную условиями измерения, свойствами примененных средств измерений, методом измерений, квалификацией экспериментатора. Грубые погрешности могут проявляться из-за резкого и кратковременного изменения влияющей на результат измерения величины. Грубые погрешности обнаруживают системными методами и исключают из рассмотрения.
Промахи являются следствием неправильных действий экспериментатора. Это может быть описка при записи результатов, неправильно снятые показания прибора и т.д. Промахи обнаруживают нестатистическими методами, их следует всегда исключать из рассмотрения.Погрешности также разделяют на статистические и динамические.
Статистические погрешности имеют место при статистических изменениях, т.е. при неизменной во времени измеряемой величине, динамические – при динамических измерениях, т.е. при переменной во времени измеряемой величине. Целью динамического измерения и является измерение этой функции во времени.
Динамическая погрешность возникает из-за инерционных свойств средств измерений. Для оценки динамической погрешности необходимо знать передаточную функцию средства измерения, а также характер измерения измеряемой величины. Метрология динамических измерений находится в стадии становления.
|
|
|
|
|
|
