Погрешности в метрологии

Результат измерений  физической величины всегда отличается от истинного значения на некоторую  величину, которая называется погрешностью. 
 
Классификация погрешностей в зависимости от источника возникновения, условий проведения измерений, характера проявления измеряемой величины во времени и способа ее выражения приведена на рис. 1.1.

 
 
Погрешность метода обуславливается  несовершенством метода и приемов  использования средств измерений. Например, при определении мощности постоянного тока по показаниям амперметра и вольтметра без учета мощности, потребляемой указанными приборами, возникает методическая погрешность. 
 
Инструментальная погрешность (погрешность инструмента) обуславливается погрешностью примененных средств измерений. Например, погрешность из-за неточной градуировки измерительного прибора. 
 
Субъективная погрешность обуславливается несовершенством органов чувств оператора. Например, погрешность при измерении частоты методом биений со слуховым контролем. 
 
Основная погрешность - погрешность, возникающая в нормальных условиях применения средства измерения (температура, влажность, напряжение питания и др.), которые нормируются и указываются в стандартах или технических условиях. 
 
Дополнительная погрешность обуславливается отклонением одной или нескольких влияющих величин от нормального значения. Например, изменение температуры окружающей среды, изменение влажности, колебания напряжения питающей сети. Значение дополнительной погрешности нормируется и указывается в технической документации на средства измерения. 
Дополнительная погрешность от воздействия влияющей величины – это изменение оцененной статической функции преобразования, которое вызвано отклонением одной из влияющих величин от установленного при нормальных условиях номинального значения или номинального диапазона, причем все другие влияющие величины сохраняют свое номинальное значение или свой номинальный диапазон. 
 
Систематическая погрешность - постоянная или закономерно изменяющаяся погрешность при повторных измерениях одной и той же величины в одинаковых условиях измерения. Например, погрешность, возникающая при измерении сопротивления ампервольтметром, обусловленная разрядом батареи питания. 
Систематическая составляющая основной погрешности при одном и том же значении информативного параметра входного сигнала в неизменных условиях применения остается постоянной или изменяется настолько медленно, что ее изменениями за время измерения можно пренебречь, или изменяется по определенному закону, если условия меняются. 
 
Случайная погрешность - погрешность измерения, характер изменения которой при повторных измерениях одной и той же величины в одинаковых условиях случайный. Например, погрешность отсчета при нескольких повторных измерениях. 
 
Грубая погрешность (промах) - погрешность измерения, которая существенно превышает ожидаемую в данных измерениях. 
 
Статическая погрешность - погрешность при измерении постоянной по времени величины. Например, погрешность измерения неизменного за время измерения напряжения постоянного тока. 
 
Динамическая погрешность - погрешность измерения изменяющейся во времени величины. Например, погрешность измерения коммутируемого напряжения постоянного тока, обусловленная переходными процессами при коммутации, а также ограниченным быстродействием измерительного прибора. 
 
Абсолютная погрешность измерения   - разность между результатом измерения Х и истинным значением Хo измеряемой величины:

 
Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины. 
 
Относительная погрешность измерения   - отношение абсолютной погрешности измерения   к истинному значению измеряемой величины Хo:

 
Относительная погрешность - безразмерная величина. Поскольку истинное значение измеряемой величины Хo неизвестно, то практически используют действительное значение измеряемой величины Хд, и тогда погрешность определяется как разность между измеренным Х и действительным значением Хд:

 
Действительное значение находят  экспериментально, путем применения более точных методов и средств  измерений. Обычно за действительное значение принимают показания образцовых средств измерения. 
Значение относительной погрешности   на практике определяется как отношение абсолютной погрешности к действительному значению:

 
Приведенная погрешность измерения   - это отношение абсолютной погрешности   к нормирующему значению Хn:

 
Нормирующее значение Хn- это установленное значение ширины диапазона или определенное значение, к которому относится выражение значения характеристики. 
Нормирующее значение Хn принимается равным: 
1) Хn = Х100% - конечному значению диапазона измерений - для приборов с односторонней шкалой; 
2) Хn = Х100% + Х0% - сумме конечных значений диапазона измерений - для приборов с двухсторонней шкалой; 
3) Хn = Х100% - Х0% - разности конечного и начального значений диапазона - для приборов с безнулевой шкалой. 
При логарифмическом, гиперболическом и степенном характере шкалы прибора приведенную погрешность выражают в процентах от длины шкалы.