Систематические погрешности : обнаружение и исключение
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Источниками систематических составляющих погрешности измерения могут быть все его компоненты: метод измерения, средства измерения и экспериментатор. Оценивание систематических составляющих представляет достаточно трудную метрологическую задачу. Важность ее определяется тем, что знание систематической погрешности позволяет внести соответствующую поправку в результат измерения и тем самым повысить его точность. Трудность же заключается в сложности обнаружения систематической погрешности, поскольку она не может быть выявлена путем повторных измерений (наблюдений). В самом деле, будучи постоянной по величине для данной группы наблюдений, систематическая погрешность никак визуально не проявится при повторных измерениях одной и той же величины и, следовательно, экспериментатор затруднится ответить на вопрос – имеется ли систематическая погрешность в наблюдаемых результатах.

Постоянные инструментальные систематические погрешности обычно выявляют посредством поверки средства измерения. Поверкой называют определение метрологическим органом погрешностей средства измерения и установление пригодности средства измерения к применению. Поверка производится путем сравнения показаний поверяемого прибора с показаниями более точного (образцового) средства измерения. Ее результаты указываются в свидетельстве о поверке или в паспорте прибора. Обнаруженные таким образом систематические погрешности исключаются из результата измерения путем введения поправки, которая представляет собой погрешность, взятую с противоположным знаком.

ПРИМЕР. При измерении напряжения в сети показания вольтметра 225 В. В свидетельстве о поверке указано, что на этой отметке шкалы систематическая погрешность вольтметра равна +3 В. С учетом поправки напряжение в сети равно 225 – 3 = 222 В.

Систематические составляющие, обусловленные несовершенством методов измерения, ограниченной точностью расчетных формул, положенных в основу измерений, влиянием средств измерений на объект, свойства которого измеряются, относятся к методическим погрешностям. Единых рекомендаций по обнаружению и оцениванию методических составляющих систематической погрешности нет. Поэтому задача решается в каждом конкретном случае индивидуально, на основе анализа примененного метода.

ПРИМЕР. Оценим систематическую погрешность измерения напряжения Ux источника, обусловленную наличием внутреннего сопротивления вольтметра (рис.10). Внутреннее сопротивление источника напряжения Ri=50 Ом; сопротивление вольтметра RV = 5 кОм; Uизм=12,2 В. Здесь  и относительная систематическая погрешность, определяемая как  составит 0,99 %. Это достаточно ощутимая погрешность и ее следует учесть введением поправки. Поправка Ñ равна погрешности, взятой с обратным знаком, или в единицах измеряемой величины

Ñ = 0,99 × 10-2 × 12,2 = +0,12 В.

Таким образом, напряжение источника будет 12,2 + 0,12 = 12,32 В.

Полученная оценка систематической погрешности, в свою очередь, имеет некоторую погрешность из-за погрешностей в определении Rv и Ri, а также из-за наличия инструментальной погрешности вольтметра. Эта погрешность при введении поправки не исключается и называется неисключенной систематической погрешностью.

Неисключенная систематическая погрешность результата образуется из неисключенных систематических погрешностей метода, средств измерений, погрешностей поправок и др.

При суммировании эти составляющие рассматриваются как случайные величины. При отсутствии данных о виде распределения неисключенных составляющих систематических погрешностей их распределения принимают за равномерные. При равномерном распределении неисключенных систематических погрешностей границы неисключенной систематической погрешности результата измерения q вычисляются по формуле

                                      ,                                                    (4)

где qi – граница i-й неисключенной составляющей систематической погрешности; k – коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью (при P=0,95 k=1,1); m – количество неисключенных составляющих.

Личные систематические погрешности связаны с индивидуальными особенностями наблюдателя. Для того чтобы избежать их, необходимо точно соблюдать правила эксплуатации средств измерений и иметь навыки работы с измерительной техникой.

 

Дата: 2019-02-25, просмотров: 208.