3. Погрешности, их виды. Качество измерений.

Виды погрешностей:

Абсолютная погрешность — разность между показаниями прибора хnистинным значением измеряемой величины —

∆= хn- х

Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности прибора к истинному (действительному) значению измеряемой величины —

∆d= ∆/х

(может быть выражена в процентах);

• систематическая погрешность — погрешность, которая независимо от количества проводимых измерений остается неизменной или изменяется закономерно;

• случайная погрешность — погрешность, изменения которой при проведении повторных измерений носит случайных характер;

• инструментальная погрешность — погрешность инструмента (прибора), с помощью которого проводятся измерения;

• методическая погрешность — погрешность, возникшая благодаря выбору данного метода измерения;

• личная погрешность — погрешность, возникшая по вине человека, проводящего измерения (в результате невнимательности и т.д.);

• основная погрешность — погрешность средств измерения, определенная при нормальных условиях;

• дополнительная погрешность — погрешность, обусловленная выходом значений влияющих величин за пределы нормальных значений;

• статическая составляющая погрешности — погрешность средства измерения при статическом режиме работы;

• динамическая составляющая погрешности — погрешность средства измерения при динамическом режиме работы (может носить случайный характер).

Погрешность меры характеризует отличие номинального значения меры от истинного значения воспроизводимой ею величины.

Погрешность прибора — отличие показаний прибора от истинного или действительного значения измеряемой величины.

Приведенная погрешность прибора — отношение в процентах абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению — g = 100/хнорм.

В соответствии с ГОСТ 8.401-80 хнорм принимается равным:

• большему из пределов измерений или большему из модулей пределов измерений для СИ с равномерной или степенной шкалой, если нулевая отметка находится на краю или вне диапазона измерений;

• арифметической сумме модулей пределов измерений, если нулевая отметка находится внутри диапазона измерений;

• установленному номинальному значению для СИ с установленным номинальным значением измеряемой величины;

• всей длине шкалы для приборов с существенно неравномерной шкалой, при этом абсолютные погрешности также выражают в единицах длины.

Во всех остальных случаях нормирующее значение устанавливается стандартами для соответствующих видов СИ.

Качество измерения, или точность измерения — близость к нулю систематических погрешностей результатов (т.е. таких погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины). Правильность измерений зависит от того, насколько были верны средства измерений, используемые при эксперименте. Наличие погрешности ограничивает достоверность измерений, так как вносит ограничение в число достоверных значащих цифр числового значения измеряемой величины и определяет точность измерений.

Вопросы для самоконтроля:

1. Измерения, испытания.

2. Физические величины, эталоны

3. Погрешности, их виды. Качество измерений.

Тема 3. Средства измерений

Ключевые слова: Измерительный прибор. Измерительные преобразователи. Измерительная система. Измерительная установка. Поверка средств измерений. Калибровка.

Цель лекции: Рассмотреть средства измерений

План:

1. Средства измерения

2. Поверка (калибровка) средств измерений

1. Средства измерения

Виды средств измерений: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.

Измерительный прибор — предназначенное для получения информации средство измерения в удобной для восприятия форме.

Измерительные преобразователи — средства измерения, предназначенные для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для передачи в показывающее устройство, обработки и хранения.

Измерительная система — совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для измерения физических величин объекта, выработки сигналов измерительной информации в удобной для автоматической обработки форме, передачи и использования в АСУ.

Измерительная установка — совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для восприятия непосредственного наблюдателя, и соединенных между собой каналами связи.

Признаки классификации измерительных приборов.

1. По используемым физическим процессам:

• механические;

• электромеханические;

• электронные;

• оптоэлектронные и т.п.

2. По физической природе измеряемой величины:

• вольтметры;

• амперметры;

• термометры;

• манометры;

• уровнемеры;

• влагомеры и т.д.

3. По виду измеряемой величины или сигнала измерительной информации, а также по способу обработки сигнала: аналоговые (в которых показания являются непрерывной функцией измеряемой величины, т.е. могут так же, как и измеряемая величина, принимать бесконечное множество значений). Аналоговые приборы разделяют на приборы непрерывного и дискретного действия; цифровые (приборы, в которых непрерывная по размеру и во времени величина преобразуется в дискретную, квантуется, кодируется и цифровой код отображается на цифровом отсчетном устройстве). Показания цифрового прибора могут принимать лишь конечное число значений. 4.По структурному принципу: измерительные устройства прямого действия (преобразования). В них реализуется метод непосредственной оценки; измерительные устройства, работа которых основана на методе сравнения.

5. По структурным признакам:

• по числу каналов — одноканальные (с одним входом), двухканальные (с двумя входами), многоканальные (с тремя и более входами);

• по временной последовательности преобразований входных сигналов — с одновременным (параллельным) преобразованием (сигналы обрабатываются одновременно), последовательным преобразованием (сигналы обрабатываются поочередно, за цикл измерения каждый сигнал через входное переключающее устройство (коммутатор) подается на вход преобразователя один раз).

6. По точности: образцовые (используемые для поверки других измерительных установок); рабочие (используемые непосредственно в практических измерениях.

7. По частотному диапазону: низкочастотные; высокочастотные; сверхвысокочастотные; широкополосные; избирательные (селективные).

8.По месту использования: лабораторные; производственные.

Измерительные преобразователи делятся на:

• преобразователи физического рода сигнала;

• функциональные преобразователи

• масштабные преобразователи;

• согласующие преобразователи;

• промежуточные;

• передающие;

• линейные;

• нелинейные.