Общие методы выявления и оценки погрешностей измерений. Аналитические методы. Уровни и этапа оценки погрешностей измерений.

Выявление и оценка погрешности измерения физической величины ("суммарной погрешности") и ее составляющих являются традиционными задачами метрологии. Все методы выявления и оценки погрешностей можно разделить на аналитические (теоретические), экспериментальные и смешанные. Кроме того, в ряде случаев успешно используют оценки погрешностей, взятые из информационных источников. Очевидно, что эти источники содержат данные о погрешностях, полученные с помощью теоретических расчетов или экспериментов.

Нахождение значения погрешности в информационных источниках применимо как к погрешности измерения в целом, так и к отдельным составляющим. Инструментальные погрешности средств измерений приведены в документации (стандарты, паспорта) и в справочниках. Источниками информации о погрешностях измерений могут быть такие документы, как стандартизованные или аттестованные методики выполнения измерений.

Аналитические методы выявления и оценки погрешностей базируются на функциональном анализе методики выполнения измерений. Как правило, эти методы используют для расчета составляющих (инструментальных и методических погрешностей, а также погрешностей из-за несоответствия условий измерений нормальным). Возможно также моделирование некоторых субъективных составляющих погрешности. Для расчетов строят специальные аналитические модели.

Возможные уровни полноты оценки погрешностей определяются в ходе исследований на следующих этапах:

· обоснование (фиксация) наличия погрешности от некоторого источника;

· оценка характера погрешности;

· получение оценок порядка и/или числовых значений погрешностей.

Задачей первого (чисто аналитического) этапа является определение составляющих погрешностей, происходящих от любого источника.

Второй этап (оценка характера погрешности) может основываться как на аналитическом подходе, так и на экспериментальных данных.

На третьем этапе определяют числовые оценки значения (значений) погрешности. Здесь, как и на втором этапе можно основываться как на аналитическом подходе, так и на экспериментальных данных. При недостаточной информации приходится ограничиваться оценкой порядка или граничных значений рассматриваемой погрешности, более полная информация позволяет получать оценки конкретных значений систематической составляющей, функцию ее изменения, или некоторые вероятностные характеристики случайной составляющей погрешности.

69. Общие методы выявления и оценки погрешностей измерений. Экспериментальные методы. Методы, основанные на измерении "точной" меры и на измерении с помощью "точной" МВИ.

Экспериментальные методы оценки погрешностей измерений основаны на замене истинного значения измеряемой величины Qдействительным значением Х_д настолько близким к нему, что разность между ними (погрешность D_д) может рассматриваться как пренебрежимо малая по сравнению с искомой (исследуемой) погрешностью, то есть

Q » Х_д, или D_д » 0, что подразумевает D_д << D.

Экспериментальные методы оценки погрешностей измерений можно разделить на три группы:

· измерение известной физической величины;

· повторное измерение одной и той же физической величины с заведомо более высокой точностью;

· анализ массивов результатов многократных измерений одной и той же физической величины.

Первую группу экспериментальных методов чаще всего реализуют путем измерения физической величины, воспроизводимой "точной" мерой, вторую – с помощью "точных" измерений одной и той же величины с использованием новой методики выполнения измерений.

Метод определения значения погрешности по результатам измерения точной меры применяют для оценки всей реализуемой погрешности измерений или для оценки инструментальной составляющей, если погрешности от остальных источников удается свести к пренебрежимо малым значениям. Определение значения погрешности измерения или средства измерения возможно только в том случае, когда погрешность измеряемой "точной" меры D_м пренебрежимо мала по сравнению с искомой погрешностью D. Искомая погрешность D в этом случае определяется из зависимости:

D = X – Х_м , где Х – результат измерения меры, Х_м – "точное" значение меры (номинальное значение меры или значение меры с поправкой по аттестату), для которого можно записать D_м << D.

Метод определения значения погрешности по результатам повторного измерения той же физической величины с использованием заведомо более точной МВИ, как правило применяют для оценки погрешности измерений, а не отдельных ее составляющих. Метод основан на том, что погрешность измерения при использовании "точной" МВИ (D_МВИ2) пренебрежимо мала по сравнению с искомой погрешностью D, то есть D_МВИ2 << D.Искомая погрешность в этом случае определяется из зависимости:

D = Х_МВИ1 – Х_МВИ2, где Х_МВИ1 – результат измерения при использовании исследуемой МВИ,

Х_МВИ2 – результат измерения при использовании "точной" МВИ.