Классификация погрешностей измерений - это систематизация различий между показаниями измерительных инструментов и истинными значениями замеряемых величин. В рамках этой классификации, погрешности подразделяются на случайные, которые обусловлены непредсказуемыми факторами, и систематические, возникающие из-за постоянных и повторяемых искажений. Кроме того, классификация включает в себя оценку влияния внешних условий, таких как температура и давление, на точность измерений.
Основные виды
Классификация начинается с методической. Она связана с недоработкой метода или упрощениями, которые были получены. Она появляется как результат применения похожих формул при просчете результата. Подбор неправильного метода происходит из-за отсутствия соответствия измеряемой величины и ее модели. В качестве причин возникновения рассматривается неучтенное влияние объекта и приборов.
К примеру, методический тип появляется, когда проводится замер снижения напряжения в цепи с использованием вольтметра. Из-за шунтирующего влияния прибора, напряжение будет уменьшаться.
Другим видом будет инструментальная, которая связана с недоработкой используемых приборов. Причинами ее появления будут неточности, которые допустили при производстве и настройке устройств. Если используется высокочувствительная техника, то могут появляться шумы.
Статистическая
Она является отклонением результатов измерений, характерного для условий этого типа измерений. Если говорить проще, то она появляется при работе с постоянной величиной, после окончания переходного процесса в деталях устройства. Появляется при измерении постоянной величины. В технической документации можно ознакомиться с максимальными показателями, которые допускаются.
Динамическая
Она свойствена ситуациям, когда проводятся динамические измерения. Появляется при работе с переменными величинами, и обоснована инерционными параметрами устройств. Динамической погрешностью будет разница между отклонениями устройства в динамических условиях и его статистическим показателем.
При создании проекта прибора, нужно брать во внимание, что изменение показателя в большую сторону, имеет отношение к условиям. Отклонения статистического и динамического типа относятся к отклонениям результатов. В большей части устройств, эти два параметра имеют отношение друг к другу.
Систематическая
Она представляет собой изменение, которое остается неизменным или имеет закономерное изменение при повторном измерении и считается опцией измеряемой величины. В качестве причин их появления рассматриваются:
- Несоответствие показателей реального измерительного средства от просчитанных значений;
- Отсутствие уравновешенности элементов в отношении оси вращения. Это провоцирует дополнительный поворот деталей, которые есть в механизме;
- Деформация упругого вида элементов, что провоцирует появление перемещений;
- Отклонение градуировки или минимальное изменение шкалы;
- Некорректность подгонки шунта;
- Износ рабочей поверхности или элементов, с использованием которых проводится контакт комплектующих.
Все эти критерии могут оказать влияние. Эта классификация заслуживает отдельного внимания.
Случайная
Меняются случайно при повторяющихся измерениях. Они определяются действием причин:
- Наличием внутреннего шума составляющих механизма;
- Наводки на входные цепи;
- Пульсация питающего напряжения.
Их нельзя убрать или учесть, что является основной проблемой.
Погрешность градуировки и адекватности
Первый тип является отклонением реального значения, относящегося к одной из отметок шкалы. Если говорить про второй тип, то им считается отклонение при подборе функциональной зависимости. В качестве примера можно взять создание линейной зависимости от данных, характерных степенным рядом с малыми нелинейными составляющими.
Погрешность адекватности нужна для проверки модели. В ситуации, если зависимость критерия состояния от уровней входящего фактора установлена при разработке модели правильно, то показатель будет низким. Погрешность имеет отношение к динамическим измерениям. Это нужно учитывать для получения правильного результата.
Абсолютная
Она представляет собой алгебраическую разницу между номинальным и реальным показателем. Определение погрешности проводится в тех же единицах, что и величина. При проведении расчетов она обозначается таким символом – ∆.
Приведенная
Проявляется в виде соотношения абсолютной погрешности измерительных устройств к установленному значению. Для проведения расчета используется формула:
- При односторонней шкале, где нижняя граница равняется нулю;
- Когда одностороння шкала имеет нижней предел больше нуля, то показатель определяется в виде разницы между наибольшим и наименьшим значением;
- При условии двухсторонней шкалы, нормирующий показатель равняется ширине диапазоне измерительного прибора.
Эта классификация требует внимания при использовании прибора.
Другие типы
Разобравшись с более масштабными типами, можно перейти к более доступным:
- Основная – она является погрешностью устройства при его использовании с соблюдением нормальных условий;
- Дополнительная – отклонение при использовании техники в измененных условиях. Нужно понимать, что сравнение измерительных приборов может затрудняться, что обосновано различием показателей точности. В этой ситуации необходима общая характеристика свойств. К ней относится класс точности измерительного прибора. Нужно понимать, что этот критерий не может использоваться как демонстрация точности устройства. Он дает возможность понять, какое имеется предельно допустимое значение;
- Аддитивная – не будет меняться в точках устройства;
- Мультипликативная – имеет линейное возрастание или спад, в соответствии с величиной.
Возьмите во внимание, что в ситуации, когда абсолютная погрешность не имеет отношения к значению измеряемой величины, то определение полосы проводится аддитивно. В ситуации, когда постоянная величина представлена в виде относительного отклонения, то полоса будет изменяться в рамках измерительного диапазона. В качестве простого примера аддитивной погрешности можно отнести оцифровку. Она оказывает прямое влияние на класс точности. Учет всех этих факторов поможет провести правильный расчет, и получить результат.
Особенности
Классификация погрешностей обеспечивает возможность точно определить отклонения метрологических показателей от нормативных значений. Эта классификация необходима для выявления несоответствий между результатом измерения и реальными результатами. В зависимости от цели, выбирается соответствующий метод классификации, который учитывает особенности проведения измерений и характеристики приборов.
Для разных типов измерительных приборов применяются различные методы классификации. Некоторым подойдет стандартный подход, в то время как другие требуют индивидуального решения. Правильная классификация и выбор метода измерения критичны для достижения точности и надежности результатов. Использование заранее определенных формул расчета способствует повышению точности проведения метрологических работ.
