Введение. Основные понятия.
Наука об измерениях, методах и средствах их обеспечения и достижения требуемой
точности называется метрологией .
Измерением называется нахождение значения физической величины опытным
путем, с помощью специальных технических средств.
Средство измерений физической величины заданного размера называется мерой .
Его вклад в неопределенность измерения оценивается с учетом этого значения как амплитуды прямоугольного распределения по границам. Их типичная неопределенность будет. Опять же, незначительно в случае ноги короля, но не так в интерферометрическом измерении.
В заключение, значение ошибки Аббе может быть незначительным в некоторых случаях, а не в других, причина, по которой мы всегда должны заботиться о конфигурации измерительной конфигурации, чтобы свести ее к минимуму, а также руководящие характеристики подвижных элементов и устранить или минимизировать расстояние Аббе; в случае ноги короля, с использованием лучшего качества, с лучшей пригодностью и линейностью подвижного рта. Наконец, его вклад в неопределенность измерений всегда следует учитывать.
Средство измерений, предназначенное для получения измерительной информации в
форме доступной для восприятия человеком, называется измерительным прибором .
Меры и измерительные приборы делятся на рабочие и образцовые. Рабочие приборы
предназначены для практического применения в процессе выполнения работ.Образцовые приборы предназначены для поверки других средств измерений, например, рабочих приборов. Поверкой прибора называется определение погрешности измерения и установление пригодности прибора к применению.
Для характеристики метрологического поведения измерительной системы используются некоторые метрологические параметры. Эти параметры могут быть выражены в виде простого числа, диапазона значений или в виде графика. Здесь описаны основные параметры. Номинальный диапазон или Номинальный диапазон - это набор значений между двумя крайними округленными или приблизительными показаниями, полученными при определенном расположении команд измерительного прибора или измерительной системы, используемых для обозначения этого позиционирования.
Истинное значение физической величины - это ее значение идеальным образом
отражающее данную физическую величину.
Действительное значение - это найденное экспериментально и максимально
приближенное к истинному значению.
Значение величины найденное в результате измерения называется результатом
Номинальный диапазон показаний обычно выражается в терминах его самого низкого и самого высокого значения. Когда нижний предел равен нулю, номинальный диапазон может быть определен исключительно в терминах верхнего предела. Номинальный диапазон от 0 В до 100 В выражается как «100 В».
В некоторых областях разница между наивысшим и самым низким значением называется диапазоном. Диапазон измерения, также называемый рабочим диапазоном, представляет собой набор значений измеряемой величины, для которых мы предполагаем, что погрешность измерительного прибора сохраняется в указанных пределах.
измерения. Результат измерений всегда отличается от истинного значения величины.
Отклонения результата измерения от истинного (или действительного) значения -
называется абсолютной погрешностью .
∆А = Аи - А , где: ∆А - абсолютная погрешность, Аи - измеренное значение
физической величины, А - истинное или действительное значение измеряемой величины.
Диапазон измерения меньше или не превышает номинальный диапазон. Значение диапазона измерения можно получить. Он является частью шкалы, состоящей из любых двух последовательных знаков. Это расстояние между любыми двумя последовательными метками, измеренными вдоль линии длины шкалы. Длина деления выражается в единицах длины, независимо от единицы измерения или единицы, отмеченной на шкале.
Установленные условия работы
Значение деления - это разница между значениями шкалы, соответствующими двум последовательным меток. Рабочее состояние, которое должно выполняться во время измерения, чтобы измерительный прибор или измерительная система функционировали в соответствии с конструкцией. Они определяют диапазоны значений измеряемой величины и количества влияний.
Отношение абсолютной погрешности к истинному значению называется
относительной погрешностью измерения.
, где: γ А – Относительная погрешность, ∆А - абсолютная погрешность, А - истинное или действительное значение измеряемой величины.
Способы измерения.
Рабочие пределы
Экстремальное рабочее состояние, при котором измерительный прибор или измерительная система должны выдерживать без повреждений и без ухудшения его определенных метрологических характеристик при последующем эксплуатации в предусмотренных условиях эксплуатации. Это условие может отличаться для хранения, транспортировки и эксплуатации. Они также могут понимать предельные значения измеряемой величины и количества влияний.
Исходные условия эксплуатации
Исходными условиями являются обычные условия, предписанные для проверки работы измерительного прибора или измерительной системы или для сравнения результатов измерений. Эти условия обычно включают опорные значения или контрольные диапазоны для влияющих величин, влияющих на измерительный прибор. Они также определяют диапазоны значений измеряемой величины и величины влияния.
Прямыми измерениями называется такие, при которых искомое значение величины
находиться непосредственно из показаний измерительного прибора. Например, ток,
напряжение, сопротивление.
Косвенными измерениями называется такие измерения, при которых искомое значение
величины находится путем подсчета по определенным формулам зависимости между этой
Это взаимосвязь между стимулом и соответствующим ответом при определенных условиях. Электромоторная сила термопары в зависимости от температуры. Отношение может быть выражено в виде математического уравнения, числовой таблицы или графика. Чувствительность характеризуется соотношением между изменением индикации измерительной системы и соответствующим изменением величины измеряемой величины. Обычно в приборах с указателем указателя чувствительность устанавливается как отношение между смещением конца указателя и единицей измеряемой величины.
величиной и другими величинами, определяемыми прямыми измерениями. Например, определение сопротивления, зная значения тока и напряжения, по закону Ома.
Методы измерения.
Методы измерения - это совокупность приемов использования средств измерений и
принципов измерений. Различают следующие методы измерений:
Это самая большая вариация в стимуле, которая не вызывает заметных изменений в отклике измерительного прибора, причем изменение входного сигнала является медленным и однородным. Порог подвижности может зависеть, например, от шума или истирания. Это также может зависеть от значения стимула.
Разрешение - это наименьшая вариация измеряемой величины, которая вызывает заметное изменение соответствующего показания. Разрешение может зависеть, например, от шума или истирания или даже от величины измеряемой величины. Оценка разрешения осуществляется в соответствии с типом инструмента.
1. Метод непосредственной оценки , при котором результат измерений
отсчитывается непосредственно по показаниям измерительного прибора.
2. Метод сравнения , при котором значение величины сравниваем со значением,
какой либо меры. Различают три различных метода сравнения.
2.1. Дифференциальный метод.
2.2. Нулевой метод.
Стабильность - это способность измерительного прибора сохранять свои метрологические характеристики с течением времени. Стабильность можно количественно определить несколькими способами. Пример: ко времени, когда метрологическая характеристика изменяется от определенного значения или с точки зрения изменения характеристики за определенный период времени.
Он характеризует пригодность измерительного прибора, не изменяя значение измеренного. Шкала представляет собой дискретный инструмент для измерения масс, поскольку измерительная система не изменяет значение массы. Термометр, который нагревает окружающую среду, в которой температура находится под измерением, не является дискретным.
2.3. Метод замещения.
Дифференциальный метод - это определение разности измеряемой величины и
известной величины и по значению разности определяют значение измеряемой величины.
Нулевой метод - это метод сравнения, при котором результат воздействия
измеряемой и известной величины доводится до нуля, после чего по шкале прибора
Дрейф - это изменение показания с течением времени, непрерывное или постепенное, из-за изменения метрологических свойств измерительного прибора. Дрейф не связан с изменением измеренной величины или с изменением любой величины влияния. Это интервал между моментом, когда стимул подвергается внезапному изменению между двумя указанными постоянными значениями и моментом, когда соответствующее показание остается в определенных пределах вокруг его конечного значения в установившемся состоянии.
Точность, также называемая точностью, - это способность измерительного прибора давать ответы, близкие к истинному значению, или могут быть определены как степень согласования между измеренным значением и истинным значением измеряемой величины. Точность - это качественная концепция, которую нельзя путать с точностью.
определяют значение измеряемой величины. Например, омметр мостового типа.
Метод замещения , при котором измеряемая величина замещается известной
величиной (мерой). Например, равноплечные весы.
При любом измерение результат измерений отличается от истинного значения
вследствие несовершенства средств и методов измерений, субъективных ошибок
Класс измерительных приборов или измерительных систем, которые соответствуют установленным метрологическим требованиям, предназначенным для поддержания погрешностей измерений или неопределенностей измерительных измерений в установленных пределах, при определенных условиях эксплуатации. Эта концепция применяется к материализованным мерам. Класс точности обычно указывается числом или символом, принятым обычным образом и называемым индексом класса.
Ошибка индикации на измерительном приборе
Игра в стандартный класс. Эта ошибка определяется разницей в показаниях измерительного прибора и истинным значением соответствующей входной переменной. На практике, поскольку истинное значение не может быть определено, используется истинное истинное значение. Эта концепция ошибки применяется в основном при сравнении инструмента с эталонным стандартом. Для материализованной меры ошибка характеризуется индикацией и назначенным ей значением.
экспериментатора и из-за различных случайных влияний на результат измерений. Возникает погрешность измерений.
Погрешности измерений.
Систематические погрешности остаются постоянными или закономерно
изменяются.
Инструментальные погрешности - погрешности применяемых средств измерения.
Погрешности установки вызваны неправильной установкой прибора при
Максимально допустимая погрешность или максимально допустимая погрешность является крайним значением погрешности измерения, по отношению к известному опорному значению, разрешенное техническими условиям или правила для данного измерения, измерительного прибора или измерительной системы. Это также называется допустимыми пределами ошибки или максимально допустимой ошибкой.
Тенденцией или ошибкой справедливости является систематическая ошибка указания измерительного прибора, определяемая как среднее количество повторных указаний и контрольное значение. Тенденция измерительного прибора обычно оценивается по среднему значению ошибок указания соответствующего количества повторных измерений.
проведении измерений.
Методические погрешности , возникающие из-за несовершенства метода измерения.
Случайные погрешности - изменяются случайным образом, в результате чего
значения измеренных величин различаются при нескольких измерениях.
Возможны и грубые погрешности из-за неправильного отсчета по прибору.
Способность измерительного прибора давать указания без систематических ошибок. Повторяемость - это способность измерительного прибора обеспечивать очень близкие показания при повторных применениях одной и той же измеряемой величины при тех же условиях измерения.
Минимизация переменных из-за наблюдателя; Та же процедура измерения; Тот же оценщик; Даже измерительное оборудование, используемое в тех же условиях; То же местоположение; Повторения за короткий промежуток времени. Повторяемость может быть выражена количественно с точки зрения дисперсионных характеристик показаний.
Для измерительных приборов прямого действия, т.е. приборов непосредственной оценки указываются следующие виды погрешностей.
Основная погрешность прибора - это погрешность прибора находящегося в
нормальных условиях, т.е. при нормальном положении, температуре 20±5 о С, отсутствии воздействия внешних магнитных полей и других внешних воздействий.
Гистерезис измерительного прибора представляет собой погрешность измерения, которая возникает, когда есть разница между измерением, для заданного значения измеренного, когда оно было достигнуто путем увеличения значений, и измерения, когда достигнуты путем уменьшения значений измеренного. Это значение может отличаться, если цикл зарядки и разгрузки является полным или частичным. Гистерезис является довольно типичным явлением в механических приборах, имеющим в качестве источника ошибки главным образом слабины и деформации, связанные с трением.
Приведенная погрешность определяется, как отношение абсолютной погрешности к верхнему пределу измерительного прибора. Верхний предел прибора называется так же номинальной величиной прибора. Приведённая погрешность выражается в процентах.
На шкалах приборов указывается основная наибольшая допустимая приведенная
При расчете неопределенности системы измерения есть три шага. Определите наши параметры неопределенности и окружающей среды. Рассчитать абсолютную неопределенность для каждого компонента. Используйте абсолютные значения неопределенности для расчета неопределенности системы и неопределенности системы относительно ввода.
Шаг 1: Определите переменные, которые влияют на расчетную неопределенность. Сначала определите, как каждый компонент подключен к системе и идентифицирует все релевантные переменные, которые влияют на расчетную неопределенность. Шаг 2: Рассчитайте абсолютную неопределенность для каждого компонента.
погрешность прибора.
Если измеренное значение величины меньше верхнего значения прибора, то возможная погрешность увеличивается.
Где: γ нв - наибольшая возможная относительная погрешность в любой точке шкалы прибора, γ доп – основная наибольшая допустимая приведённая погрешность прибора, А н – верхний предел измерительного прибора, А – результат измерений.
Затем вычислите Абсолютную Неопределенность для каждого компонента. В зависимости от представления различных ошибок существуют два разных уравнения для расчета неопределенности. Ниже перечислены две системы уравнений. Уравнение 1: Абсолютная неопределенность = ±.
Вы можете получить значения параметров из приведенного выше уравнения, просмотрев спецификации, указанные в каталоге или руководстве для каждого компонента. Вы можете найти значения параметров вышеуказанного уравнения в каталоге или руководстве каждого компонента.
Например, для - 10 В, входное напряжение =% от показания - неопределенность в% чистой на основе коэффициента усиления входа. Обычно это зависит от настроек фильтра или отбирается один образец вместо среднего количества выборок. Температурный дрейф. Это учитывает ошибки, вызванные изменением температуры окружающей среды.
- Входное напряжение - диапазон напряжения, который настроено устройством.
- Это учитывает ошибку усиления.
- Смещение - максимальная ошибка смещения.
Для получения достаточной точности измерения, т.е. наименьшей погрешности, предел измерения многопредельного измерительного прибора выбирают так, чтобы измеряемая величина имела значение не менее одной трети номинальной величине прибора. Рис. 1.
Измерения могут проводиться с разной степенью точности. При этом абсолютно точными не бывают даже прецизионные приборы. Абсолютная и относительная погрешности могут быть малы, но в реальности они есть практически всегда. Разница между приближенным и точным значениями некой величины называется абсолютной погрешностью . При этом отклонение может быть как в большую, так и в меньшую сторону.
Вам понадобится
- - данные измерений;
- - калькулятор.
Инструкция
Перед тем как рассчитывать абсолютную погрешность, примите за исходные данные несколько постулатов. Исключите грубые погрешности. Примите, что необходимые поправки уже вычислены и внесены в результат. Такой поправкой может быть, например, перенос исходной точки измерений.
Примите в качестве исходного положения то, что известны и учтены случайные погрешности. При этом подразумевается, что они меньше систематических, то есть абсолютной и относительной, характерных именно для этого прибора.
Случайные погрешности влияют на результат даже высокоточных измерений. Поэтому любой результат будет более или менее приближенным к абсолютному, но всегда будут расхождения. Определите этот интервал. Его можно выразить формулой (Xизм- ΔХ)≤Хизм ≤ (Хизм+ΔХ).