Метрология.Определение погрешности

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Октября 2012 в 20:26, реферат

Описание

Основные понятия и определения метрологии. Основные понятия и терминология. Виды погрешностей и причины их возникновения.

Скачать (84.16 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

определение погрешности.docx

— 92.26 Кб (Скачать документ)

Метрология.Определение  погрешности.

 

Основные  понятия и определения метрологии. Основные понятия и терминология

Метрология - наука  об измерениях, методах и средствах  обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

В зависимости от решаемых задач различают три  раздела метрологии: теоретический, законодательный и прикладной.

Под измерением понимают познавательный процесс, заключающийся  в сравнении путем физического  эксперимента данной физической величины с известной физической величиной, принятой за единицу измерения.

РМГ 29-99 трактует физическую величину как одно из свойств физического  объекта, в качественном отношении  общее для многих физических объектов, а в количественном - индивидуальное для каждого из них.

Физические величины - это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью  которых они могут быть изучены.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делят  на три класса:  
- измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники;  
- контрольно-поверочные измерения, выполняемые с заданной точностью;  
- oтехнические измерения, погрешность которых определяется метрологическими характеристиками средств измерений.

Технические измерения  определяют класс измерений, выполняемых  в производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения  определяется непосредственно средствами измерения.

Единство измерений - состояние измерений, при котором  их результаты выражены в узаконенных  единицах и погрешности известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы  можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различны методов  и средств измерении, а также в различных по территориальному расположению местах.

Единство измерений  обеспечивается их свойствами: сходимостью  результатов измерений; воспроизводимостью результатов измерений; правильностью результатов измерений.

Сходимость - это  близость результатов измерений, полученных одним и тем же методом, идентичными  средствами измерений, и близость к  нулю случайной погрешности измерений.

Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью результатов измерений, полученных различными средствами измерений (естественно одной и той же точности) различными методами.

Правильность результатов  измерений определяется правильностью как самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений.

Точность измерений  характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов  к истинному значению измеряемой величины, т.е. близость к нулю погрешности  измерений.

Процесс решения  любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа: подготовку, проведение измерения (эксперимента) и обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерения  приводятся во взаимодействие.

Средство измерения - техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные  метрологические характеристики.

Результат измерения - значение физической величины, найденное  путем ее измерения. В процессе измерения на средство измерения, оператора и объект измерения воздействуют различные внешние факторы, именуемые влияющими физическими величинами.

Эти физические величины не измеряются средствами измерения, но оказывают влияние на результаты измерения. Несовершенство изготовления средств измерений, неточность их градуировки, внешние факторы (температура окружающей среды, влажность воздуха, вибрации и др.), субъективные ошибки оператора  и многие другие факторы, относящиеся  к влияющим физическим величинам, являются неизбежными причинами появления  погрешности измерения.

Мерой точности измерения  является погрешность измерения.

Погрешность измерения - отклонение результата измерения  от истинного значения измеряемой величины.

Под истинным значением  физической величины понимается значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства измеряемого объекта.

Основные постулаты  метрологии: истинное значение определенной величины существует и оно постоянно; истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно. Отсюда следует, что результат измерения математически  связан с измеряемой величиной вероятностной  зависимостью.

Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение. Действительное значение физической величины - это значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него. На практике в качестве действительного значения принимается среднее арифметическое значение измеряемой величины.

Рассмотрев понятие  об измерениях, следует различать  и родственные термины: контроль, испытание и диагностирование.

Контроль - частный  случай измерения, проводимый с целью  установления соответствия измеряемой величины заданным пределам.

Испытание - воспроизведение  в заданной последовательности определенных воздействий, измерение параметров испытуемого объекта и их регистрация.

Диагностирование - процесс распознавания состояния  элементов объекта в данный момент времени. По результатам измерений, выполняемых для параметров, изменяющихся в процессе эксплуатации, можно прогнозировать состояние объекта для дальнейшей эксплуатации.

Метод измерений - прием  или совокупность приемов сравнения  измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным  принципом измерения.
 


 

Виды погрешностей и причины их возникновения

Качество измерений характеризуется: точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений. Точность измерительного прибора это - метрологическая характеристика прибора, определяемая погрешностью измерения, в пределах которой можно обеспечить использование данного измерительного прибора.

В метрологии используется понятие "класс точности" прибора или меры. Класс точности средства измерений (ГОСТ 8.401-80) является обобщенной характеристикой средства намерений, определяемой пределами основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерения.

Класс точности характеризует свойства средства измерения, но не является показателем  точности выполненных измерений, поскольку  при определении погрешности  измерения необходимо учитывать  погрешности метода, настройки и  др.

В зависимости от точности приборы  разделяются на классы: первый, второй и т.д. Допускаемые погрешности для разных типов приборов регламентируются государственными стандартами. Точность - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.Количественная оценка точности - обратная величина модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна 10 в степени минус 6, то точность равна 10 в степени плюс 6.

Точность измерения зависит  от погрешностей возникающих в процессе их проведения.

  • Абсолютная погрешность измерения - разность между значением величины, полученным при измерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины.
  • Относительная погрешность измерения - отношение абсолютной погрешности, измерения к истинному значению измеряемой величины.
  • Систематическая погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той же величины. Систематическая погрешность может быть исключена с помощью поправки.
  • Случайная погрешность - составляющая погрешности измерения, изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины случайным образом.
  • Грубая погрешность измерения - погрешность, значение которой существенно выше ожидаемой.

В зависимости от последовательности причины возникновения различают  следующие виды погрешностей.

  • Инструментальная погрешность - составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств. Эти погрешности определяются качеством изготовлении самих измерительных приборов.
  • Погрешность метода измерения - составляющая погрешности измерения, вызванная несовершенством метода измерений.
  • Погрешность настройки - составляющая погрешности измерения, возникающая из-за несовер-шенства осуществления процесса настройки.
  • Погрешность отсчёта - составляющая погрешности измерения, вызванная недостаточно точным считыванием показаний средств измерений. Погрешность возникает из-за видимого изменения относительных положений отметок шкалы вследствие перемещения глаза наблюдателя - погрешность параллакса.
  • Погрешность поверки - составляющая погрешности измерений, являющаяся следствием несовер-шенства поверки средств измерений. Погрешности от измерительного усилия действуют в случае контактных измерительных приборов. При оценке влияния измерительного усилия на погрешность измерения, необходимо выделить упругие деформации установочного узла и деформации в зоне контакта измерительного наконечника с деталью.
  • Влияющая физическая величина - физическая величина, не измеряемая данным средством, но оказывающая влияние на результаты измеряемой величины, например: температура и давление окружающей среды; относительная влажность и др. отличные от нормальных значений.
  • Погрешность средства измерения, возникающая при использовании его в нормальных условиях, когда влияющие величины находятся в пределах нормальной области значений, называют основной.
  • Если значение влияющей величины выходит за пределы нормальной области значений, появляетсядополнительная погрешность.

Нормальные условия применения средств измерений - условия их применения, при которых влияющие величины имеют, нормальные значения пли находятся  в пределах нормальной (рабочей) области  значений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений  и поверки регламентированы соответственно ГОСТ 8.050-73 и ГОСТ 8.395-80.

Нормальная температура при проведении измерений равна 20 °C (293 K), при этом рабочая область температур составляет 20 °C ± 1°.

Температурные погрешности вызываются температурными деформациями. Они возникают из-за разности температур объекта измерения и средства измерения. Существуют два основных источника, обуславливающих погрешность от температурных деформаций: отклонение температуры воздуха от 20 °C и кратковременные колебания температуры воздуха в процессе измерения.

Субъективные погрешности - погрешности, зависящие от оператора . Возможны четыре вида субъективных погрешностей: погрешность отсчитывания;  погрешность присутствия (проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды, а тем самым и на измерительное средство); погрешность действия (вносится оператором при настройке прибора);профессиональные погрешности (связаны с квалификацией оператора, с отношением его к процессу измерения).

  • Результат наблюдения - значение величины, полученное при отдельном наблюдении.
  • Результат измерения - значение величины, найденное в процессе измерения, после обработки результатов наблюдения.
  • Стабильность средства измерений - качественная характеристика средства измерений, отражающая неизменность во времени его метрологических свойств.

В качестве количественной оценки стабильности служит нестабильность средства измерений иливариация его показаний. Достоверность измерений .характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой достоверностью.

Правильность измерений - это качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в  результатах измерений.

  • Сходимость - это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений одного и того же параметра, выполненных повторно одними и теми же средствами одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.
  • Воспроизводимость - это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов из-мерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами).

Информация о работе Метрология.Определение погрешности