Узбекский государственный центр стандартизации, метрологии и сертификации при Кабинете Министров Республики Узбекистан

Рекомендации

Погрешность измерения является важнейшей характеристикой измерения и представляет собой количественную оценку степени приближения результата измерения к истинному значению величины.

Погрешность измерения всегда является случайной величиной, которую можно представить как сумму двух составляющих называемых систематической погрешностью и случайной погрешностью.
Наличие случайной погрешности невозможно выявить по результату однократного наблюдения, а систематическую погрешность невозможно определить математической обработкой результатов многократных наблюдений. Систематическая погрешность может быть определена и, соответственно, исключена только опытным путем.
Инструментальная погрешность обусловлена не идеальностью свойств применяемых средств измерений.
Методическая погрешность - следствие несовершенства метода измерений.
Субъективная погрешность связана с индивидуальными особенностями наблюдателя.


Проверьте себя сами
(контрольные вопросы)

1 Что такое "погрешность измерения"?

2 Как разделяют погрешности измерений по форме их числового выражения?
3 Можно ли определить наличие систематической погрешности путем математической обработки результатов многократных наблюде­ний?
4 Могут ли вызвать погрешность измерения физиологические особенности наблюдателя (оператора)?
5 Укажите источник инструментальной погрешности измерений
6 Какие существуют источники систематической погрешности?

Глава 3. СРЕДСТВА И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 Средства измерений

Измерения проводят с помощью средств измерений - технических средств, имеющих нормированные метрологические характеристики.

По функциональному назначению средства измерений делят на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.
Под мерой понимают средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Меры, в свою очередь, делят на однозначные, многозначные и наборы мер.
Однозначные меры воспроизводят величины одного размера. Например, гиря, концевая мера длины.
Многозначные меры воспроизводят ряд одноименных величин разного размера. Наглядным примером таких мер является линейка с миллиметровыми делениями. Многозначными мерами являются также магазины электрического сопротивления, калибраторы напряжения и пр.
К мерам относятся также стандартные образцы состава и (или) свойств веществ и материалов, рассматриваемые обычно, в виду их специфики, отдельно.
Измерительный преобразователь – средство измерений предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для дальнейшего преобразования, передачи, обработки и (или) хранения, но неподдающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
По принципу преобразования измерительные преобразователи делят на преобразователи рода величин и масштабные преобразователи.
В преобразователях рода величин входная и выходная величины разнородные (например, термопара).
В масштабных преобразователях входная и выходная величины однородные, но отличаются по размеру в заданное число раз (например, измерительный трансформатор тока).
В измерительной технике часто используют термин "датчик", являющийся синонимом понятия "измерительный преобразователь".
В любом измерительном процессе одним из основных элементов является оператор - наблюдатель. Так как сигнал измерительной информации на выходе преобразователя недоступен непосредственному восприятию наблюдателем, этот вид средств измерений (измерительный преобразователь) не имеет самостоятельного применения.
Измерительные преобразователи используются только совместно с измерительными приборами или в составе измерительных установок или систем, преобразующих сигнал преобразователя в вид, пригодный для восприятия наблюдателем.
Наиболее распространенным видом средств измерений являются измерительные приборы – средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительные приборы по ряду признаков принято делить на несколько групп. Так, по принципу преобразования приборы делят на приборы прямого действия и приборы сравнения.
Прибор прямого действия – измерительный прибор, в котором сигнал измерительной информации проходит ряд последовательных преобразований в одном направлении. Например, пружинные весы, манометр, стеклянный ртутный термометр. Такие приборы характеризуются высоким быстродействием, простотой использования, но имеют ограниченную точность.
Гораздо более точными являются приборы сравнения – измерительные приборы, в которых производится (автоматически или с участием оператора) непосредственное сравнение измеряемой величины с величиной, значение которой известно. Например, равноплечие весы.
Другим важным признаком является вид зависимости между показаниями прибора и изменением измеряемой величины в соответствии с которым различают приборы аналоговые и приборы цифровые.
Аналоговый прибор – измерительных прибор, показания которого являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.
Цифровой прибор – измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.
По форме представления измерительной информации различают показывающие и регистрирующие измерительные приборы.
Измерительные приборы разделяют также на приборы текущего значения, отражающие значение измеряемой величины на момент измерения (манометр), и интегрирующие приборы, в которых подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной (электросчетчик, водосчетчик, планиметр).
Более функционально и структурно сложными средствами измерений являются измерительные установки и системы.
Измерительная установка – совокупность функционально и конструктивно объединенных средств измерений (мер, измерительных преобразователей и приборов) и вспомогательных устройств, предназначенная для измерения одной или нескольких величин и выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для непос­редственного восприятия наблюдателем. Например, измерительные комплексы для измерения расхода и количества жидкостей и газов.
Измерительная система – совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных преобразователей и приборов), вспомогательных устройств и средств вычислительной техники, соединенных каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. Такие системы используются для контроля разнообразных параметров сложных объектов, например, технологической линии или целого предприятия. Система может содержать сотни измерительных каналов, а расстояние между отдельными элементами системы может составлять сотни и более километров.
Измерительные установки и системы рассматриваются как отдельные, самостоятельные, виды средств измерений, несмотря на то, что в их состав входит значительное число других средств измерений. Это объясняется тем, что метрологические характеристики измерительных установок и систем обусловлены не только параметрами входящих в них средств измерений, но и параметрами вспомогательных устройств, каналов связи, взаимодействием между собой средств измерений и вспомогательных устройств.
По метрологическому назначению средства измерений делят на эталоны, образцовые и рабочие средства измерений.
Эталон – средство измерений (или комплекс средств измерений) обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений.
Эталоны представляют собой высокостабильные и высокоточные устройства и являются фундаментом работ по обеспечению единства измерений.
Различают национальные и межгосударственные эталоны.
Образцовые средства измерений предназначены только для передачи размера единиц от эталонов к рабочим средствам измерений.
По уровню точности и метрологической взаимоподчиненности образцовые средства измерений делятся на разряды, устанавливаемые для каждой величины специальным документом – поверочной схемой, регламентирующим процесс передачи размера единиц.
Рабочие средства измерений применяют для любых измерений, не связанных с передачей размера единиц.
Каждое средство измерений должно применяться только по своему назначению. Не допускается применение рабочих средств измерений для проведения поверочных и калибровочных работ. Точно так же запрещается применение образцовых средств для измерений не связанных с поверкой.