Методические и инструментальные погрешности

В зависимости от источника возникновения различают методические и инструментальные погрешности.

Методические погрешности обусловлены несовершенством метода измерений. Примером методической погрешности является, например, погрешность отсчитывания со шкалы аналогового ИП или погрешность, связанная с запаздыванием реакции наблюдателя на сигнал (например, при нажатии на головку секундомера). Такие погрешности иногда называют субъективными или личностными, поскольку они зависят от индивидуальных особенностей экспериментатора.

Другой часто встречающейся причиной методической погрешности является несоответствие измеряемой величины той величине, которая должна быть измерена. Примером такой погрешности является измерение напряжения вольтметром. Вследствие конечного значения сопротивления вольтметра измеряемое напряжение оказывается меньше, чем было до присоединения вольтметра.

Основной отличительной чертой методических погрешностей является то обстоятельство, что они не могут быть указаны в технической документации на средство измерений, а должны оцениваться самим экспериментатором с учетом выбранной методики измерений.

Погрешность средств измерений, обусловленную их несовершенством, называют инструментальной погрешностью и подразделяют на основную и дополнительную.

Основная погрешность СИ – это погрешность в условиях, принятых за нормальные. Средства измерений аттестуют или градуируют при вполне определенных условиях, которые оговаривают в технической документации на СИ и называют нормальными, а погрешность СИ, возникающую в этих условиях, называют основной погрешностью. Условия эксплуатации могут отличаться от нормальных, что вызывает появление дополнительной погрешности СИ, которая добавляется к основной.

Аддитивные и мультипликативные погрешности

По виду зависимости от значения измеряемой величины погрешности СИ подразделяют на аддитивные и мультипликативные. Если абсолютная погрешность измерительного прибора во всем диапазоне измерений не зависит от текущего значения измеряемой величины, то такая погрешность называется аддитивной. Если же абсолютная погрешность прибора возрастает пропорционально росту измеряемой величины х, а при
х = 0 также равна нулю, то такую погрешность называют мультипликативной. У реальных СИ одновременно присутствуют и аддитивная, и мультипликативная погрешности, которые могут иметь как систематический, так и случайный характер.

Класс точности

Точность СИ характеризуется их классом точности. Для каждого СИ устанавливаются нормированные пределы допускаемых погрешностей, то есть границы, за пределы которых не может выходить погрешность в процессе эксплуатации прибора. Если погрешность СИ при проверке оказывается меньше нормированных значений, то СИ может эксплуатироваться, если нет – то подлежит ремонту.

Классом точности средства измерений называют его обобщенную характеристику, определяемую пределами допускаемых погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность. Классы точности СИ указываются в технической документации и обозначаются на шкалах, щитках или корпусах измерительных приборов. Чаще всего для обозначения классов точности используют числовые значения 6 - 4 - 2, 5 - 1, 5 - 1, 0 - 0, 5 - 0, 2 - 0, 1 - 0, 05 - 0, 02 - 0, 01 и т.д.

Если аддитивная погрешность СИ преобладает над мультипликативной (таких приборов большинство), то класс точности указывается без каких либо дополнительных обозначений, например, просто 0, 5, и означает предел допускаемой приведенной основной погрешности , выраженной в процентах.

Если прибор имеет резко неравномерную шкалу, то в качестве нормирующего значения принимают длину шкалы, и в этом случае класс точности обозначают, например, как.

Если мультипликативная погрешность СИ преобладает над аддитивной, то значение класса точности обводится кружком, например, и означает предел допускаемой относительной основной погрешности , выраженной в процентах.

При наличии у СИ и аддитивной, и мультипликативной погрешности класс точности обозначается в виде дроби, например 0, 02/0, 01. Числитель и знаменатель дроби означают пределы допускаемой приведенной основной погрешности в конце и начале диапазона измерений соответственно.

Классы точности некоторых СИ обозначают римскими цифрами или прописными буквами латинского алфавита. В этом случае необходимо внимательно ознакомиться с технической документацией на соответствующее СИ и пользоваться для вычисления погрешности приводимой в ней информацией.

В тех случаях, когда класс точности не указан на измерительном приборе, предел его допускаемой абсолютной основной погрешности Dх можно приближенно считать равным половине цены деления. Так, при измерениях металлической линейкой с ценой деления 1мм допускается принимать Dl = 0, 5 мм. У приборов, оснащенных нониусом, предел абсолютной погрешности приближенно определяется ценой его деления. Например, у штангенциркуля это 0, 1 мм или 0, 05 мм, у микрометра – 0, 01 мм.

Для выполнения технических измерений, не требующих высокой точности, применяют СИ, обеспечивающие выполнение измерений с относительной погрешностью 1-2 % и выше. Для точных лабораторных измерений следует применять СИ, обеспечивающие выполнение измерений с относительной погрешностью, как правило, не превышающей 1 %.

12	Поделиться: