Основы теории измерений (Решение → 85)

Заказ №39301

Основы теории измерений

Измерение— это нахождение значения физической величины (ФВ) опытным путем, с помощью специальных технических средств, которые часто называют средствами измерений. Применяемые при измерениях методы и технические средства не являются идеальными, а органы восприятия экспериментатора не могут идеально воспринимать показания приборов. Поэтому по завершении процесса измерения остается некоторая неопределенность в наших знаниях об объекте измерения, т.е. получить истинное значение ФВ невозможно. В теории измерений мерой неопределенности результата измерения является погрешность результата наблюдения. Под погрешностью результата измерения, или просто погрешностью измерения, понимают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой физической величины. изм    х х (11) где Хизм— результат измерения; X — истинное значение ФВ. Однако поскольку истинное значение ФВ остается неизвестным, то неизвестна и погрешность измерения. Поэтому на практике имеют дело с приближенными значениями погрешности или с так называемыми их оценками. В формулу для оценки погрешности вместо истинного значения ФВ подставляют ее действительное значение: изм д    х Q (12) где Qд — действительное значение ФВ. Таким образом, чем меньше погрешность, тем более точными являются измерения. Точность результата измерений— одна из характеристик качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности измерений. Точность — величина, обратная погрешности измерений. Основные причины возникновения погрешностей. Можно выделить четыре основные группы погрешностей измерений: 1. обусловленные методами выполнения измерений (погрешности методов измерений); 2. средств измерений; 3. органов чувств наблюдателей (личные погрешности); 4. вызванные влиянием условий измерений. Все эти погрешности дают суммарную погрешность измерения. В метрологии принято разделять суммарную погрешность измерения на две составляющие — случайную и систематическую погрешности. Они различны по своей физической сути и проявлению. Случайная погрешность измерения — составляющая погрешности, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же ФВ, проведенных с одинаковой тщательностью. Случайная составляющая суммарной погрешности характеризует такое качество измерений, как их точность, а сама характеризуется дисперсией D, которая выражается квадратом единиц измеряемой величины. На практике случайная погрешность обычно характеризуется СКО (среднеквадратичным отклонением), которое математически может быть представлено в виде:   D (13) Среднеквадратичное отклонение результатов измерения характеризует их рассеяние. Пояснить это можно следующим образом. Если навести винтовку на какую-либо точку, жестко ее закрепить и произвести несколько выстрелов, то не все пули попадут в эту точку. Они будут располагаться вблизи точки прицеливания. Степень их разброса от указанной точки и будет характеризоваться СКО.