Вопрос о том, содержит ли результат наблюдений грубую погрешность, решается общими методами проверки статистических гипотез.

Проверяемая гипотеза состоит в утверждении, что результат наблюдения xi не содержит грубой погрешности, т.е. является одним из значений измеряемой величины. Пользуясь определенными статистическими критериями, пытаются опровергнуть выдвинутую гипотезу. Если это удается, то результат наблюдений рассматривают как содержащий грубую погрешность и его исключают.

Для выявления грубых погрешностей задаются вероятностью q (уровнем значимости) того, что сомнительный результат действительно мог иметь место в данной совокупности результатов измерений.

Обычно проверяют наибольшее и наименьшее значения результатов измерений. Для проверки гипотез используются следующие критерии.

Критерий «трех сигм» применяется для результатов измерений, распределенных по нормальному закону. Данный критерий надежен при числе измерений n > 20... 50.  По этому критерию считается, что результат маловероятен и его

можно считать промахом, если:

Где x – среднее арифметическое отдельных результатов измерений:

Где n – число измерений;

  – результат i-го измерения;

      – среднее квадратичное отклонение (СКО):

Величины  и  вычисляются без учета экстримальных (вызывающих подозрение) значений .

3. Систематические погрешности

3.1 Классификация систематических погрешностей

Систематические погрешности принято классифицировать в зависимости от причин их возникновения и по характеру их проявления при измерениях.

Рассмотрим классификацию систематических погрешностей по зависимости от причин возникновения.

 1. Инструментальная погрешность – это составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств измерений.

Пример: равноплечие весы не могут быть идеально равноплечими. В весах для точного взвешивания всегда обнаруживается некоторая неравноплечесть, полностью устранить которую путем регулировки не удается.

Инструментальная погрешность имеет несколько составляющих.

Инструментальные погрешности, присущие данной конструкции.

Одним из характерных источников погрешностей рассматриваемого вида, присущих почти всем средствам измерений, которые имеют подвижные части, является некоторая свобода перемещения этих частей помимо движения, соответствующего принципу действия устройства. В зависимости от конструкции узла, в котором возникает такая свобода перемещения, а также от традиций той или иной отрасли приборостроения говорят о наличие «люфта», «зазора», «мертвого», «свободного» или «холостого хода» и т. д.

Еще одной причиной инструментальных погрешностей является

трение в сочленениях подвижных деталей приборов.

Пример: в средствах измерений, в которых при измерении приходится вращать или перемещать отдельные детали (например, в микрометрах),

большое трение затрудняет правильную установку вращаемой детали и может привести к возникновению чрезмерно большого или чрезмерно малого давления на измеряемый объект.

3.2 Методы обнаружения и исключения систематических

Погрешностей

При проведении измерений стараются в максимальной степени исключить или учесть влияние систематических погрешностей. Для того чтобы исключить систематические погрешности при измерении, необходимо проанализировать всю совокупность опытных данных. Поскольку приемы измерения различных величин разнообразны, постольку различны и приемы исключения систематических погрешностей. Дать исчерпывающие правила для отыскания и исключения систематических погрешностей невозможно.

Наиболее распространенные способы исключения систематических

Погрешностей из результатов измерений следующие:

1. Устранение источников погрешностей до начала измерения. Этот способ исключения систематических погрешностей является наиболее рациональным, так как он полностью или частично освобождает от необходимости устранять погрешности в процессе измерения или вычислять результат с учетом поправок. Под устранением источника погрешностей следует понимать как непосредственное его удаление (например, удаление источника тепла), так и защиту измерительной аппаратуры и объекта измерения от влияния этих источников.

Устранение влияния температуры осуществляется применением термостатирования, т.е. обеспечением определенной температуры окружающей среды.    Термостатируют большие помещения (цеха, лаборатории), небольшие помещения (комнаты,     камеры), средства измерений в целом или их отдельные части (катушки сопротивления,

нормальные элементы,     свободные концы термопар,       кварцевые стабилизаторы частоты и т. п.). В настоящее время термостатирование во многих случаях заменяют кондиционированием воздуха. При

кондиционировании обеспечивается поддержание на требуемом уровне не только температуры, но и других параметров окружающего воздуха и в первую очередь влажности.

Устранение влияния магнитных полей достигается устройством замкнутых и непрерывных экранов из магнитомягких материалов.

Магнитные силовые линии должны огибать экранируемое пространство.

Устранение вредных вибраций и сотрясений достигается путем амортизации средства измерений и его деталей. Для амортизации используют различного рода поглотители колебаний, например, губчатую резину в сочетании с различного рода эластичными подвесами (струны, пружины).

Устранение других видов вредных влияний. Влияние таких факторов, как изменение атмосферного давления, простыми средствами не устранить. В тех случаях, когда соблюдение определенных требований является обязательным. приходится применять барокамеры с регулируемым давлением. Обычно в этих камерах можно одновременно

регулировать влажность и температуру.