Класификация на грешките в измерването

Грешки са отклоненията на резултатите от измерването от реалната стойност на стойността. Валиден показател може да се установи само чрез извършване на многобройни измервания. На практиката е

За да се анализира отклонението, стойността, която е най-близо до истинската стойност, е действителната стойност на измерената стойност. Той се получава с помощта на високо прецизни измервателни инструменти и методи. За удобство на измерванията, осигуряващи възможност за отстраняване на отклоненията, различни класификация на грешките. Нека разгледаме основните групи.

Метод на изразяване

Ако изпълняваме класификация на грешките в измервателните уреди на тази основа можем да различим:

• Абсолютни отклонения. Те се изразяват в единици от стойността, която се измерва.
• Относително отклонение. То се изразява чрез съотношението на абсолютната грешка и резултата от измерванията или действителната стойност на измерваното количество.
• Дадено отклонение. Това е относителна грешка, изразена чрез съотношението на абсолютното отклонение на средствата за измерване и стойността, приета като постоянен индикатор за целия обхват на съответното измерване. Изборът му се основава на GOST 8.009-84.

За много измервателни уреди се установява клас на точност. Въведената грешка се въвежда, защото относителната стойност характеризира отклонението само в определена точка на скалата и зависи от параметъра на измереното количество.

Условия и източници

В класификацията на грешките по тези критерии се установяват основните и допълнителни отклонения.

Първите са грешките на средствата за измерване при нормални условия на използване. Основните отклонения се дължат на несъвършенството на трансформационната функция, несъвършенството на свойствата на инструментите. Те отразяват разликата между действителната функция за преобразуване на устройството при нормални условия и номиналната (установена в регулаторните документи (технически условия, стандарти и т.н.)).

Допълнителни грешки се появяват, когато дадена стойност се отклонява от нормата на стойността или във връзка с излизане извън границите на нормализирания регион.

Нормални условия

Нормативната документация определя следните нормални параметри:

• Температурата на въздуха 20 ± 5 градуса.
• Относителна влажност 65 ± 15%.
• Напрежението в мрежата е 220 ± 4,4 V.
• Честотата на захранване е 50 ± 1 Hz.
• Липса на магнитни и електрически полета.
• Хоризонталната позиция на устройството с отклонение от ± 2 градуса.

Клас на точност

Допустимите граници на отклонения могат да бъдат изразени в относителна, абсолютна или намалена грешка. За да се изберат най-подходящите средства за измерване, се прави сравнение според тяхната обща характеристика, класа на точност. По правило това е границата на допустимите основни и допълнителни отклонения.

Класът на точност позволява да се разберат границите на грешките на едни и същи средства за измерване. Това обаче не може да се разглежда като пряк показател точност на измерванията, извършено от всяко такова устройство. Факт е, че класификацията на грешките при измерването се влияе от други фактори (условия, метод и т.н.). Това обстоятелство трябва да се вземе предвид при избора на измервателен уред, в зависимост от точността, определена за експеримента.

Стойността на класа на точност се отразява в техническите условия, стандарти или други нормативни документи. Изискваният параметър е избран от стандартната серия. Например за електромеханични устройства се считат следните норми: 0.05, 0.1, 0.2 и т.н.

Знаейки стойността клас на точност на средствата за измерване, можете да намерите допустимата абсолютна стойност на отклонението за всички части от обхвата на измерване. Индикаторът обикновено се прилага директно към скалата на устройството.

Естеството на промените

Тази функция се използва, когато класификация на систематичните грешки. Тези отклонения остават постоянни или варират според определени закономерности при извършване на измервания. Изолирайте се в тази класификация и видове грешки, със системен характер. Те включват: инструментални, субективни, методологични и други отклонения.

Ако систематичната грешка достигне нула, тази ситуация се нарича коректност.

В класификация на грешките в измерванията в метрологията също случайни отклонения. Възникването им не може да бъде предвидено. Случайни грешки не могат да бъдат отчетени - те не могат да бъдат изключени от процеса на измерване. Случайни грешки имат значителен ефект върху резултатите от изследванията. Намаляването на отклонението може да бъде с множество измервания, последвани от статистическа обработка на резултатите. С други думи, средният резултат, получен при многократни манипулации, ще бъде по-близо до реалния параметър, отколкото този, получен при едно измерване. Когато случайното отклонение до нула е близо до нула, човек говори за сближаването на индикаторите на измервателното устройство.

Друга група неточности в класификацията - Мисли. Те се свързват по правило с грешки, направени от оператора, или не са зачетени от външни фактори. Пропуските обикновено се изключват от резултатите от измерването, не се вземат предвид при обработката на данните.

Зависимост от стойността

Отклонението може да не зависи от измерения параметър или да е пропорционално на него. Съответно, в класификация на грешките в метрологията разпределят добавъчни и мултипликативни отклонения.

Последните се наричат ​​също и грешки на чувствителността. Отклоненията в добавките обикновено се дължат на смущения, вибрации в подпорите, триене, шум. Мултипликативната грешка се дължи на несъвършенството на настройката на отделните части на средствата за измерване. Това, на свой ред, може да бъде причинено от различни причини, включително физически и остаряване оборудване.

Обосновка на характеристиките

Извършва се в зависимост от това кое отклонение е значително. Ако грешката на добавката е значителна, границата се нормализира под формата на дадено отклонение, ако е мултипликативна - използва се формулата на относителната величина на промяната.

Това е метод на нормализация, при който двата показателя са съизмерими, т.е. границата на допустимата основна разлика се изразява в двупосочна формула. Следователно, индексът на класа на точност се състои и от 2 цифри c и d в проценти, разделени от косо наклонена линия. Например 0.2 / 0.01. Първото число отразява относителната грешка при нормални условия. Вторият индикатор характеризира увеличението му с увеличение на стойността на X, т.е. отразява влиянието на грешката на добавката.

Динамика на промените в измерения индикатор

На практика, класификация на грешки, отразяващи естеството на промените в количеството, което се измерва. Това включва разделянето на отклоненията:

• На статично. Такива грешки възникват при измерване на бавно променящо се или напълно непроменено количество.
• Dynamic. Те се появяват при измерването на физически величини, които се различават бързо във времето.

Динамичното отклонение се дължи на инерцията на устройството.

Характеристики на оценката на отклоненията

Модерни подходи за анализ и класификация на грешките въз основа на принципите, които осигуряват съответствие с изискванията за единството на измерванията.

За да се изпълнят целите на оценката и изследванията, отклонението се описва с помощта на модел (случаен, инструментален, методологичен и т.н.). Той определя характеристиките, които могат да се използват за количествено определяне на свойствата на грешките. По време на обработката на информацията е необходимо да се намерят прогнози за такива характеристики.

Моделът се избира, като се вземат предвид данните за неговите източници, включително тези, получени по време на експеримента. Моделите са разделени на недеterministic (случайни) и deterministic. Последните, съответно, са подходящи за системни отклонения.

Като общ модел за случайна грешка е количество, което реализира функцията за разпределение на вероятностите. Характеристиките на отклонение в този случай се разделят на интервал и точкови отклонения. При описването на грешката на резултатите от измерването обикновено се използват интервални параметри. Това означава, че границите, в които може да се открие отклонение, се определят като отговарящи на определена вероятност. В такава ситуация границите се наричат ​​поверителни, а вероятността, съответно, е поверителна.

Точковите характеристики се използват в случаите, когато липсва необходимостта или способността да се преценяват границите на доверие на отклонението.

Принципи на оценката

При избора на оценки на отклоненията се използват следните разпоредби:

• Показани са индивидуалните параметри и свойства на избрания модел. Това се дължи на факта, че моделите на отклонение имат сложна структура. За тяхното описание са използвани много параметри. Определението им често е много трудно и в някои случаи е напълно невъзможно. Освен това в много случаи в пълното описание на модела има излишна информация, докато знанията за индивидуалните характеристики ще бъдат достатъчни за осъществяването на задачите и постигането на целите на експеримента.
• Оценките за отклоненията се определят приблизително. Точността на характеристиките е в съответствие с целта на измерванията. Това се дължи на факта, че грешката характеризира само зоната на несигурност на резултата и нейната крайна точност не е необходима.
• Отклонението е по-целесъобразно да се преувеличава, отколкото да се омаловажава. В първия случай качеството на измерването ще намалее, във втория случай е вероятно пълното обезценяване на получените резултати.

Грешките могат да бъдат оценени преди или след измерването. В първия случай, то се нарича a priori, а вторият - a posteriori.