Основы электрорадиоизмерений. Арсёнов А.В - 10 стр.

UptoLike

10
ном значении погрешности измерения. Определение погрешности , т.е. оцен -
ка достоверности измерения - одна из основных метрологических задач .
По способу числового выражения погрешности делят на абсолютную ∆Χ
= Х - Х
0
, выраженную в единицах измеряемой величины , и относительную δ=
( Х /Х
0
)100% ( Х /Х )100%, выраженную в долях или процентах дейст-
вительного значения.
Основная задача измерения - определение абсолютной погрешности из-
мерения. В зависимости от источника возникновения погрешности делят на
методические, связанные с несовершенством метода измерения, инструмен -
тальные, связанные с недостатками средств измерения, субъективные, обу-
словленные несовершенством органов чувств оператора . По закономерности
проявления погрешности делятся на систематические, случайные, грубые и
промахи .
Систематическими называются погрешности измерения, которые оста-
ются неизменными или закономерно изменяются при измерении одной и той
же величины в одних и тех же условиях . К ним относят погрешности градуи-
ровки шкалы , погрешности , обусловленные нестабильностью источника пи -
тания, неточностью меры . Анализ причин, вызывающих появление система-
тических погрешностей и введение соответствующих поправок, позволяют
свести к минимуму их влияние на результат измерения.
Случайные погрешности вызываются большим числом причин, дейст-
вующих независимо друг от друга. Предвидеть их появление и исключить
опытным путем невозможно.
Значение случайных составляющих погрешностей
&
в каждом наблюде-
нии предсказать невозможно, однако характер их проявления в результате
ряда повторных наблюдений подчиняется определенным закономерностям ,
которые устанавливаются методами теории вероятностей . Границы измене-
ния погрешности результатов ряда наблюдений одной и той же величины в
одних и тех же условиях определяются функцией распределения случайных
погрешностей , которая устанавливает связь между возможными значениями
случайной погрешности и вероятностью появления этих значений. В практи -
ке электрических измерений чаще пользуются нормальным или равномер-
ным распределением .
Математическое выражение плотности вероятности нормального рас-
пределения (Гаусса) имеет вид:
p(
&
) = { 1/ (
σ π2
) }
exp {-0,5(
&
/
σ
)
2
} ,
где p - плотность вероятности случайной абсолютной погрешности , σ - сред -
неквадратическое отклонение (СКО ).Закономерности этого распределения:
равные по абсолютному значению погрешности равновероятны ; малые по
абсолютной величине погрешности более вероятны , чем большие; вероят -
ность появления больших значений
&
весьма мала; среднеарифметическое
всех случайных ошибок ряда равноточных измерений стремится к нулю при
                                          10

ном значени и погреш ности и зм ерени я. О пределени епогреш ности , т.е. оцен-
кадостов ерности и зм ерени я- однаи з основ ны х м етрологи чески х задач.
      П о способ у чи слов ого в ы раж ени япогреш ности делят нааб солю тну ю ∆Χ
= Х - Х 0, в ы раж енну ю в еди ни цах и зм еряем ой в ели чи ны , и относи тельну ю δ=
( ∆Х /Х 0)•100% ≈ ( ∆Х /Х )•100%, в ы раж енну ю в долях и ли процентах дей ст-
в и тельного значени я.
      О снов наязадача и зм ерени я- определени е аб солю тной погреш ности и з-
м ерени я. В зав и си м ости от и сточни ка в озни кнов ени япогреш ности делят на
м етоди чески е, св язанны е с несов ерш енств ом м етода и зм ерени я, и нструм ен-
тальны е, св язанны е с недостаткам и средств и зм ерени я, су б ъекти в ны е, об у -
слов ленны енесов ерш енств ом органов чу в ств оператора. П о законом ерности
прояв лени я погреш ности делятся на си стем ати чески е, слу чай ны е, груб ы е и
пром ахи .
      Си стем ати чески м и назы в аю тся погреш ности и зм ерени я, которы е оста-
ю тсянеи зм енны м и и ли законом ерно и зм еняю тсяпри и зм ерени и одной и той
ж ев ели чи ны в одни х и тех ж еу слов и ях. К ни м относят погреш ности граду и -
ров ки ш калы , погреш ности , об у слов ленны е нестаб и льностью и сточни ка пи -
тани я, неточностью м еры . А нали з при чи н, в ы зы в аю щ и х появ лени е си стем а-
ти чески х погреш ностей и в в едени е соотв етств у ю щ и х поправ ок, позв оляю т
св ести км и ни м у м у и х в ли яни енарезу льтат и зм ерени я.
      Слу чай ны е погреш ности в ы зы в аю тся б ольш и м чи слом при чи н, дей ст-
в у ю щ и х незав и си м о друг от друга. П редв и деть и х появ лени е и и склю чи ть
опы тны м пу тем нев озм ож но.
      З начени еслу чай ны х состав ляю щ и х погреш ностей ∆& в каж дом наб лю де-
ни и предсказать нев озм ож но, однако характери х прояв лени я в резу льтате
ряда пов торны х наб лю дени й подчи няется определенны м законом ерностям ,
которы е у станав ли в аю тся м етодам и теори и в ероятностей . Грани цы и зм ене-
ни япогреш ности резу льтатов ряда наб лю дени й одной и той ж е в ели чи ны в
одни х и тех ж е у слов и ях определяю тсяф у нкци ей распределени яслу чай ны х
погреш ностей , котораяу станав ли в ает св язь м еж ду в озм ож ны м и значени ям и
слу чай ной погреш ности и в ероятностью появ лени яэти х значени й . В практи -
ке электри чески х и зм ерени й чащ е пользу ю тся норм альны м и ли рав ном ер-
ны м распределени ем .
      М атем ати ческое в ы раж ени е плотности в ероятности норм ального рас-
пределени я(Гау сса) и м еет в и д:
       p( ∆&) = { 1/ ( σ 2π ) }•exp {-0,5( ∆&/σ)2} ,
где p - плотность в ероятности слу чай ной аб солю тной погреш ности ,σ - сред-
некв адрати ческое отклонени е (СК О ).З аконом ерности этого распределени я:
рав ны е по аб солю тном у значени ю погреш ности рав нов ероятны ; м алы е по
аб солю тной в ели чи не погреш ности б олее в ероятны , чем б ольш и е; в ероят-
ность появ лени я б ольш и х значени й ∆&в есьм а м ала; среднеари ф м ети ческое
в сех слу чай ны х ош и б ок ряда рав ноточны х и зм ерени й стрем и тсяк ну лю при