Критерии качества измерений и виды погрешностей

Критерии качества измерений и виды погрешностей

Качество измерений характеризуется точностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также размером допускаемых погрешностей.

Точность – это качество измерений, отражающие близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям, как систематическим, так и случайным. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна 10 -6, то точность будет равна 106.

Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.

Под правильностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.

Сходимость – это качество измерений, отражающие близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.

Воспроизводимость – это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами).

Погрешность измерений – это отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму целого ряда составляющих, каждая из которых имеет

Можно выделить следующие группы причин возникновения погрешностей, связанных:

– с операцией настройки средств измерений или смещением уровня настройки средств измерений во время эксплуатации;

– с установкой объекта измерения на измерительную позицию;

– с процессом получения, преобразования и выдачи информации в измерительной цепи средства измерения или обусловленных:

– внешними воздействиями на средство или объект измерения;

– свойствами измеряемого объекта;

– квалификацией и состоянием оператора и т. д.

Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на результат измерения.

В зависимости от формы выражения различают абсолютную и относительную погрешность измерения.

Абсолютной называют погрешность измерений (D) выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина. Определяют ее по формуле:D = A – X ист = A — Xд . (3)

где А – результат измерения;

Хист – истинное значение измеряемой величины;

Хд – действительное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения (s) представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины. Относительную погрешность, %, определяют по формулам:

В зависимости от условий и режимов измерения различают статическую и динамическую погрешности.

Статической погрешностью называют погрешность, не зависящую от скорости измерения измеряемой величины во времени. Если в паспорте на средство измерений указывают предельные погрешности измерений, определенные в статических условиях, то они не могут характеризовать точность его работы в динамических условиях.

Динамической называют погрешность, зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Возникновение динамической погрешности обусловлено инерционностью элементов измерительной цепи средства измерений, т.е. тем, что преобразования в измерительной цепи не происходят мгновенно, а требуют некоторого времени.

В зависимости от характера проявления возможностей устранения и причин возникновения различают систематическую и случайную погрешности.

Систематической называют составляющую погрешности измерений, остающуюся постоянной и закономерно изменяющуюся при повторных измерениях одной и той же величины.

Причинами возникновения систематических составляющих погрешности измерения являются:

– отклонение параметров реального средства измерений от расчетных значений, предусмотренных схемой;

– неуравновешенность некоторых деталей средства измерений относительно их оси вращения, приводящая к дополнительному повороту за счет зазоров, имеющихся в механизмах;

– упругая деформация деталей средства измерений, имеющих малую жесткость, приводящая к дополнительным перемещениям;

– погрешность градуировки или небольшой сдвиг шкалы;

– износ рабочих поверхностей деталей средства измерений, с помощью которых осуществляется контакт звеньев механизма и т.д.

Случайной называют составляющую погрешности измерений, изменяющуюся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. При проведении с одинаковой тщательностью и в одинаковых повторных условиях измерений одной и той же постоянной, не изменяющейся величины мы получаем результаты измерений – некоторые из них отличаются друг от друга, а некоторые совпадают. Такие расхождения в результатах измерений говорят о наличии в них случайных составляющих погрешности.

Случайная погрешность возникает при одновременном воздействии многих источников, каждый из которых сам по себе оказывает незаметное влияние на результат измерений, но суммарное воздействие всех источников может оказаться достаточно сильным.

Грубые погрешности и промахи возникают из-за ошибок или неправильных действий оператора, а также при резких кратковременных изменениях условий проведения измерений.

Источник

Основные характеристики и критерии качества измерений

К основным характеристикам измерений, которые определяют и качество измерений, относятся: принцип, метод, погрешность результатов измерения, точность, пра­вильность, сходимость и воспроизводимость результатов измерений, предел и границы обнаружения.

Приведем определения основных характеристик из­мерений.

Принцип измерений— явление, закон или эффект, по­ложенные в основу измерений. Например, применение эффекта Доплера для измерения скорости движения звезд, вращения небесных тел.

Метод измерений— прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соот­ветствии с реализованным принципом измерений. Методы измерений классифицируются по различным признакам. Один из них — это физический принцип, лежащий в основе измерений. Например, проведение измерений с помощью ядерного магнитного резонанса (магнитные измерения), электронной спектроскопией (оптические измерения) и др. Наиболее распространенное деление методов измерений — это на методы непосредственной оценки и методы сравнения. Метод непосредственной оценки позволяет определить значение величины по по­казанию средства измерения, которое заранее проградуировано в единицах измеряемой величины или в единицах других величин, от которых она зависит. Метод сравнения предусматривает сопоставление измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой. Особенностью этого метода является непосредственное участие мер в процессе измерения. Методы сравнения подразделяются на дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений. Каждый метод измерений характеризуется определенной погрешностью измерений.

Погрешность измерений отклонение результатов измерений от истинного (действительного) значения из­меряемой величины. Погрешность измерений представ­ляет собой сумму целого ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину.

Сходимость близость друг к другу результатов из­мерений одной и той же величины, полученных по одной методике, выполненных одним и тем же средством измерений, одним и тем же оператором в одинаковых условиях, в одной и той же лаборатории.

Воспроизводимость— близость результатов измере­ний одной и той же величины, полученных по единой методике, выполненной в разных лабораториях, разными экземплярами средств измерений, разными операторами, в разное время. Воспроизводимость результатов измерений зависит также от однородности и стабильности характе­ристик испытуемого образца.

Точность— характеристика качества измерений, от­ражающая близость к нулю погрешности результатов измерений. Высокая точность измерений соответствует малым величинам погрешностей измерения.

В 2002 г. в России введены в действие национальные стандарты ГОСТ Р ИСО 5725-2002 часть 1-6 под общим заголовком «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений», которые являются прямым применением шести частей основополагающего международного стандарта ИСО 5725. Эти стандарты ис­пользуются в практической деятельности при разработке, аттестации и применении методик выполнения изме­рений, стандартизации методик контроля (испытаний, измерений, анализа), испытаниях продукции, в том числе для целей подтверждения соответствия, оценки компетен­тности испытательных лабораторий согласно требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006. Стандарты ИСО 5725 могут применяться для оценки точности выполнения измерений различных величин, характеризующих изме­ряемые свойства того или иного объекта, в соответствии со стандартизованной процедурой. Следует отметить, что в отечественной метрологии точность и погрешность результатов измерений, как правило, определяются срав­нением результатов измерений с истинным или дейст­вительным (условно истинным) значением измеряемой величины. Часто за действительное значение принимают общее среднее значение (математическое ожидание) установленной совокупности результатов измерений. В ИСО 5725 вместо термина «действительное значение» введен термин «принятое опорное значение», который и рекомендуется для использования в практике. Термины «правильность» и «прецизионность» в отечественных нор­мативных документах по метрологии до введения серии стандартов ГОСТ Р ИСО 5725 не использовались.

Читайте также:  Провести общее собрание собственников сложно

Дадим определение этих терминов.

Правильность характеризует степень близости среднего арифметического значения большого числа результатов измерений к истинному (действительному) или принятому опорному значению. Показателем правильности обычно является значение систематической погрешности.

Прецизионность — степень близости друг к другу независимых результатов измерений, полученных в кон­кретных регламентированных условиях. Мера прецизион­ности обычно вычисляется как стандартное отклонение результатов измерений. Крайние показатели прецизион­ности — повторяемость (сходимость) и воспроизводимость широко используются в отечественных нормативных документах, в том числе в большинстве национальных стандартов на методы контроля. Термин «точность» в со­ответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1—2002 определяется как степень близости результата измерений к применяемому опорному значению.

Внедрение стандартов ГОСТ Р ИСО 5725 направлено на более эффективную реализацию требований националь­ной системы стандартизации при разработке стандартов на методы контроля продукции различных отраслей промышленности.

Таким образом, при правильном выборе метода из­мерений, повышая такие показатели, как точность, пра­вильность, уменьшая погрешности измерений, можно достигать высокого качества измерений.

Источник

Критерии качества измерений

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.

Точность — это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответсвует малым погрешностям как систематическим, так и случайным.

Достоверность измерений характеризует степень доверияк результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики.

Правильность измерений — качество измерений, отражающее близость к нулюсистематических погрешностей в результатах измерений.

Сходимость — качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.

Воспроизводимость — это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).

Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину.

Калибр

Калибр — мера физической величины:

· воспроизводящая с заданной точностью некоторый геометрический параметр;

· предназначенная для проверки размеров и формы изделий или взаимного расположения их частей.

· для сравнения размера детали с хранимым размером физической величины;

· для механической отбраковки негодных деталей.

Различают: регулируемые, нерегулируемые, непроходные, рабочие, приемные и другие калибры.

Методы измерений

Метод измерения — совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Измерения производятся одним из двух методов: методом непосредственной оценки или методом сравнения с мерой.

Метод непосредственной оценки — метод, при котором значение искомой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. Пример методанепосредственной оценки — измерение тока амперметром.

Метод сравнения с мерой — метод измерения, при котором измеряемую искомую величину сравнивают с однородной величиной, воспроизводимой мерой. Метод сравнения с мерой имеет ряд разновидностей:

— дифференциальный метод,
— нулевой метод,
— метод замещения и др.

11.Международное сотрудничество в области стандартизации. Цели и задачи международной стандартизации. Причины возникновения международного сотрудничества в области стандартизации.

Международная стандартизация — стандартизация, участие в которой открыто для соответствующих органов всех стран. Под стандартизацией понимается деятельность, направленная на достижение упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих и потенциальных задач.

Международный стандарт — стандарт, принятый международной организацией. Стандартом называется документ, в котором устанавливаются характеристики продукции, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.

Региональная стандартизация — стандартизация, участие в которой открыто для соответствующих органов стран только одного географического или экономического региона мира. Региональный стандарт — стандарт, принятый региональной организацией по стандартизации.

Основное назначение международных стандартов — это создание на международном уровне единой методической основы для разработки новых и совершенствование действующих систем качества и их сертификации.

Цели международной стандартизации:

1. сближение уровня качества продукции, изготавливаемой в различных странах;

2. обеспечение взаимозаменяемости элементов сложной продукции;

3. содействие международной торговле;

4. содействие взаимному обмену научно-технической информацией и ускорение научно-технического прогресса.

Основными задачами стандартизации являются:

1. установление требований к техническому уровню и качеству продукции, сырья, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, а также норм, требований и методов в области проектирования и производства продукции, позволяющих ускорять внедрение прогрессивных методов производства продукции высокого качества и ликвидировать нерациональное многообразие видов, марок и размеров;

2. развитие унификации и агрегатирования промышленной продукции как важнейшего условия специализации производства; комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, повышение уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта изделий;

3. обеспечение единства и достоверности измерений в стране, создание и совершенствование государственных эталонов единиц физических величин, также методов и средств измерений высшей точности;

4. разработка унифицированных систем документации, систем классификации и кодирования технико-экономической информации;

5. принятие единых терминов и обозначений в важнейших областях науки, техники, отраслях экономики;

6. формирование системы стандартов безопасности труда, систем стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов;

7. создание благоприятных условий для внешнеторговых, культурных и научно-технических связей.

12.Международные организации по стандартизации (структура и деятельность ИСО).

Международная организация по стандартизации, ИСО (International Organization for Standardization, ISO) — международная организация, занимающаяся выпуском стандартов.

Организационно в ИСО входят руководящие и рабочие органы. Руководящие органы: Генеральная ассамблея (высший орган), Совет, Техническое руководящее бюро. Рабочие органы — технические Комитеты (ТК), подкомитеты, технические консультативные группы (ТКГ).

Генеральная ассамблея — это собрание должностных лиц и делегатов, назначенных комитетами-членами. Каждый комитет-член имеет право представить не более трех делегатов, но их могут сопровождать наблюдатели. Члены-корреспонденты и члены-абоненты участвуют как наблюдатели. Генеральная ассамблея 2013 года пройдет в Санкт-Петербурге.

Совет руководит работой ИСО в перерывах между сессиями Генеральной ассамблеи. Совет имеет право, не созывая Генеральной ассамблеи, направить в комитеты-члены вопросы для консультации или поручить комитетам-членам их решение.

Совету ИСО подчиняется семь комитетов: ПЛАКО (техническое бюро), ПРОФКО (методическая и информационная помощь); КАСКО (комитет по оценке соответствия); ИНФКО (комитет по научно-технической информации); ДЕВКО (комитет по оказанию помощи развивающимся странам); КОПОЛКО (комитет по защите интересов потребителей); РЕМКО (комитет по стандартным образцам).

ПЛАКО (PLACO — Planning Committee) подготавливает предложения по планированию работы ИСО, по организации и координации технических сторон работы. В сферу работы ПЛАКО входят рассмотрение предложений по созданию и роспуску технических комитетов, определение области стандартизации, которой должны заниматься комитеты.

Читайте также:  Чемпионат Испании по мини футболу

КАСКО (CASCO — Committee on conformity assessment) занимается вопросами подтверждения соответствия продукции, услуг процессов и систем качества требованиям стандартов, изучая практику этой деятельности и анализируя информацию. Комитет разрабатывает руководства по испытаниям и оценке соответствия (сертификации) продукции, услуг, систем качества, подтверждению компетентности испытательных лабораторий и органов по сертификации.

ДЕВКО (DEVCO — Committee on developing country matters) изучает запросы развивающихся стран в области стандартизации и разрабатывает рекомендации по содействию этим странам в данной области

КОПОЛКО (COPOLCO — Committee on consumer policy) изучает вопросы обеспечения интересов потребителей и возможности содействия этому через стандартизацию; обобщает опыт участия потребителей в создании стандартов и составляет программы по обучению потребителей в области стандартизации и доведению до них необходимой информации о международных стандартах

РЕМКО (REMCO — Committee on reference materials) оказывает методическую помощь ИСО путем разработки соответствующих руководств по вопросам, касающимся стандартных образцов (эталонов).

13.Мера. Виды мер. Измерительный прибор. Измерительный преобразователь. Однозначные меры. Многозначные меры.

Мера физической величины́ (мера величины, мера) — средство измерений в виде какого-либо тела, вещества или устройства, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

· Однозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину одного размера (например, гиря 1 кг)

· Многозначная мера — мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров (например, штриховая мера длины)

· Набор мер — комплект мер разного размера одной и той же физической величины (например, набор концевых мер длины)

· Магазин мер — набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство (например, магазин электрических сопротивлений)

· Стандартный образец — мера в виде вещества, при помощи которой размер физической величины воспроизводится как свойство или как состав вещества, из которого изготовлен стандартный образец

Измери́тельный прибо́р — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

1. По способу представления информации (показывающие или регистрирующие)

1.1. Показывающий измерительный прибор — измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величины

1.2. Регистрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений может осуществляться в аналоговой или цифровой формах. Различают самопишущие и печатающие регистрирующие приборы

2. По методу измерений

2.1. Измерительный прибор прямого действия — измерительный прибор, например, манометр, амперметр в котором осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной

2.2. Измерительный прибор сравнения — измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно

3. По форме представления показаний

3.1. Аналоговый измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины

3.2. Цифровой измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме

4. По другим признакам

4.1. Суммирующий измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к нему по различным каналам

4.2. Интегрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором значение измеряемой величины определяются путём её интегрирования по другой величине

5. по характеру шкалы и положению на ней нулевой точки (равномерная шкала, неравномерная, с односторонней, двухсторонней (симметричной и несимметричной), с безнулевой шкалой);

6. по конструкции отсчётного устройства (непосредственный отсчёт, со световым указателем — световым зайчиком, с пишущим устройством, язычковые — вибрационные частотомеры, со шкалой на оптоэлектронном эффекте — люминофор, ЖК, СИД);

7. по точности измерений (нормируемые и ненормируемые — индикаторы или указатели);

8. по виду используемой энергии (физическому явлению) — электромеханические, электротепловые, электрокинетические, электрохимические;

9. по роду измеряемой величины (вольтметры, амперметры, веберметры, частотомеры, варметры и т. д.) [1] .

1. Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, на который рассчитан прибор при его нормальном функционировании (с заданной точностью измерения).

2. Порог чувствительности — некоторое минимальное или пороговое значение измеряемой величины, которое прибор может различить.

3. Чувствительность связывает значение измеряемого параметра с соответствующим ему изменением показаний прибора.

4. Точность — способность прибора указывать истинное значение измеряемого показателя (предел допустимой погрешности или неопределённость измерения).

5. Стабильность — способность прибора поддерживать заданную точность измерения в течение определенного времени после калибровки.

Измери́тельный преобразова́тель — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.) или применяется вместе с каким-либо средством измерений.

1. По характеру преобразования:

1.1. Аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, преобразующий одну аналоговую величину (аналоговый измерительный сигнал) в другую аналоговую величину (измерительный сигнал);

1.2. Аналого-цифровой измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код;

1.3. Цифро-аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования числового кода в аналоговую величину.

2. По месту в измерительной цепи:

2.1. Первичный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина. Первичный измерительный преобразователь является первым преобразователем в измерительной цепи измерительного прибора;

2.2. Датчик — конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь;

2.3. Детектор — датчик в области измерений ионизирующих излучений;

2.4. Промежуточный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, занимающий место в измерительной цепи после первичного преобразователя.

3. По другим признакам:

3.1. Передающий измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;

3.2. Масштабный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз.

14.Методы измерений. Классификация методов измерения. Метод сравнения. Метод сопоставления.

Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).

Метод измерения — совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

По методам измерений

1. Метод непосредственной оценки — метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений.

2. Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

3. Нулевой метод измерений — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.

4. Метод измерений замещением — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины.

5. Метод измерений дополнением — метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.

Читайте также:  Противопоказания к применению Радиесс

6. Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами.

15.Методы измерения давления. Средства измерения давления.

Для прямого измерения давления жидкой или газообразной среды с отображением его значения непосредственно на шкале, табло или индикаторе первичного измерительного прибора применяются манометры.

Если отображение значения давления на самом первичном приборе не производится, но он позволяет получать и дистанционно передавать соответствующий измеряемому параметру сигнал, то такой прибор называют измерительным преобразователем давления. Однако возможно и объединение этих двух свойств в одном приборе, который называется манометром-датчиком.

Манометры классифицируют по принципу действия и конструкции, по виду измеряемого давления, по применению и назначению, по типу отображения данных и другим признакам.

По принципу действия манометры можно подразделить на следующие:

Измеряемое давление уравновешивается гидростатическим столбом воды, ртути или другой жидкости соответствующей высоты.

Давление определяется по величине деформации и перемещения упругого чувствительного элемента (УЧЭ), представляющего собой мембрану, трубчатую пружину или сильфон;

Измеряемое или воспроизводимое давление гидростатически уравновешивается через жидкую или газообразную среду прибора давлением веса поршня, нагружаемого образцовыми гирями.

Давление определяется на основании зависимости электрических параметров: сопротивления, емкости, заряда, частоты колебаний чувствительного элемента (ЧЭ) от измеряемого давления.

Источник



Критерии качества и погрешности измерений

Качество измерений характеризуется точностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также размером допускаемых погрешностей.

Точность– это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна 10 , то точность равна 10 .

Достоверность измеренийхарактеризует степень доверия к результатам измерения. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.

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 одного и того же параметра, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.

Воспроизводимость – это такое качество измерений, которое отражает близость друг другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами).

Погрешность измерений – это отклонение значений величины, найденной путем ее измерения, от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность прибора – это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины.

Разница между погрешностью измерения и погрешностью прибора заключается в том, что погрешность прибора связана с определенными условиями его поверки.

По способу выражения различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности.

Абсолютной называют погрешность измерения, выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина. Например, 0,5 В, 2,5 мм. Абсолютная погрешность

где А – результат измерения;

Х — истинное значение измеряемой величины;

Х — действительное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины

Приведенная погрешность – это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерения отнесена к условно принятому значению Q, постоянному во всем диапазоне измерений. Чаще всего за него принимают верхний предел измерений данного средства измерений

γ = ∆/ Q = (А — Х )/ Q = (А — Х )/ Q.

В зависимости от условий измерения погрешности подразделяются на статические и динамические.

Статической называют погрешность, не зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени.

Динамической называют погрешность, зависящую от скорости изменения измеряемой величины во времени. Возникновение динамической погрешности обусловлено инерционностью элементов измерительной цепи средств измерений.

По влиянию внешних условий различают основную и дополнительную погрешности средств измерений. Основной называется погрешность средства измерения, определяемая в регламентированных условиях его применения. Для каждого средства измерения в нормативно-технических документах оговариваются условия эксплуатации – совокупность влияющих величин (температура окружающей среды, влажность, давление, напряжение и частота питающей среды и т.д.), при которых нормируется его погрешность. Дополнительной называется погрешность, возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин.

Систематической погрешностью называется погрешность, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся во времени при повторных измерениях одной и той же величины. Примером может служит смещение настройки прибора во времени.

Случайной погрешностью измерения называется погрешность, которая при многократном измерении одного и того же значения не остается постоянной. Например, при измерении длины одним и тем же инструментом и в том же самом месте получаются различные значения измеряемой величины.

Причины возникновения погрешностей следующие:

1. Погрешности, зависящие от средств измерений. Нормируемую допустимую погрешность средства измерения следует рассматривать как погрешность измерения при одном из возможных вариантов использования этого средства измерения.

2. Погрешности, зависящие от установочных мер. Установочные меры могут быть универсальными и специальными. Погрешность измерения будет меньше, если установочная мера будет максимально подобна по конструкции, массе, материалу, способу базирования и т.д.

3. Погрешности, зависящие от измерительного усилия. При оценке влияния измерительного усилия на погрешность измерений необходимо выделить упругие деформации установочного узла и деформации в зоне контакта измерительного наконечника с деталью.

4. Погрешности, происходящие от температурных деформаций. Погрешности возникают из-за разности температур объекта измерения и измерительного средства. Существуют два источника, обусловливающих погрешность: отклонение температуры воздуха от 20 С и кратковременные колебания температуры воздуха в процессе измерения.

5. Погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности). Возможны четыре вида субъективных погрешностей:

погрешности отсчитывания (особенно важна, когда обеспечивается погрешность измерения, не превышающая цену деления);

погрешность присутствия (проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды);

погрешность действия (вносится оператором при настройке прибора);

профессиональные погрешности (связаны с квалификацией оператора).

6. Погрешности при отклонениях от правильной геометрической формы.

По Закону РФ «Об обеспечении единства измерений» измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками.

Разработка методик выполнения измерений должна включать:

анализ технических требований к точности измерений, изложенных в стандарте, технических условиях или технических заданий;

определение конкретных условий проведения измерений;

выбор испытательного и вспомогательного оборудования, а также средств измерений;

разработку при необходимости нестандартных средств измерений;

исследование влияния условий проведения измерений и подготовка испытуемых объектов к измерениям;

определение порядка подготовки средств измерений к работе, последовательности и количества измерений;

разработку или выбор алгоритма обработки экспериментальных данных и правил оформления результатов измерения.

В назначенииметодики выполнения средств измерений указывают:

область применения (объект измерений, в том числе наименования продукции и контролируемых параметров, а также область использования – для одного предприятия, для отрасли, для сети отраслевых и межотраслевых лабораторий);

Источник