Обработка результатов однократных прямых измерений

В производственных условиях чаще всего встречаются не многократные, а однократные измерения. Это диктуется экономическими причинами и необходимостью оперативно получить результат измерения. Кроме того, нередко измерение приводит к разрушению либо объекта, либо первичного преобразователя. Поскольку при однократных измерениях по определению невозможно накопление информации, все необходимые сведения о возможных составляющих погрешности, как систематических, так и случайных, должны быть известны заранее. Однократные измерения требуют, чтобы предварительная информация об объекте и методе измерения была надежной, хорошо проверенной, базирующейся на обширном предыдущем опыте. Исправность средств измерений и соответствие их метрологических характеристик нормативным также должно быть гарантированным.

Рекомендации, касающиеся методики обработки результатов прямых однократных измерений приведены в МИ 1552-86 “ГСИ. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей результатов измерений”. Методика предполагает, что составляющие погрешности известны, причем распределение случайных составляющих подчиняется нормальному закону, а распределение неисключенных систематических составляющих с границами q_i - равномерному. Погрешности, которые необходимо учитывать при однократных измерениях, определяются метрологическими характеристиками средств измерения в виде основной и дополнительной погрешности, а также методической и субъективной погрешностью, сведения о которых получают посредством изучения конкретных условий измерения и личных качеств оператора. Если в результате оценивания оказывается, что вклад методической и субъективной составляющих не превышает 15% инструментальной, то ими пренебрегают и считают, что все погрешности обусловлены используемым средством измерения. В противном случае производится расчет систематической и случайной составляющих погрешностей, а затем и суммарной погрешности аналогично тому, как это делается при обработке результатов прямых многократных измерений, рассмотренных в предыдущем разделе (формулы (2.45) - (2.48)). При этом в расчетах вместо S, используется S_x , представляющая собой геометрическую сумму средних квадратических отклонений составляющих случайной погрешности :

 

S_x = . (3.57)

 

Доверительная граница случайной погрешности рассчитываются по формуле:

 

e = t S_x , (3.58)

 

соответствующей формуле (2.44). Число степеней свободы при нахождении коэффициента Стьюдента выбирается равным n_i - 1, где n_i - наименьшее число наблюдений среди тех по которым определялись средние квадратические значения, входящие в формулу (2.51).

Результат измерения записывается в виде:

 

х ± D(Р) при доверительной вероятности Р = Р_д .

 

На практике часто пользуются упрощенным способом оценивания погрешности прямого однократного измерения, учитывая только инструментальную погрешность, свойственную данному средству измерения согласно нормативно-технической документации. Основанием для применения такого способа оценивания должна быть уверенность в том, что все прочие составляющие погрешности существенно меньше инструментальной. Погрешность измерения указывается в виде D = ± D_СИ , где D_СИ - предельное значение основной погрешности средства измерения, определяемое из нормативно-технической документации. Подразумевается, что доверительная вероятность равна 0,95.