Общая теория измерений. Хамханова Д.Н. - 19 стр.

UptoLike

Составители: 

37
средства измерений и методики выполнения измерений. В
ходе этого исследования приближенно определяется
сред-
нее значение второго слагаемого в правой части формулы
(7):
[Q]H з .
Среднее значение не является случайным. Поэтому
после замены случайного второго слагаемого в правой
части уравнения (7) неслучайным значением Н получается
приближенное решение:
Q
x [Q] -Н- ύ, (8)
в котором результат измерения
Qслучайное значение
измеряемой величины.
Первое слагаемое в правой части выражения (8) на-
зывается показанием:
Х=х [Q].
Оно подчиняется тому же закону распределения ве-
роятности, что и отсчет, но отличается от последнего тем,
что
dimX =dimQ.
Два последних слагаемых в правой части формулы
(8) представляют суммарную поправку:
Θ = - Н- ύ,
которая может включать и большее количество состав-
ляющих в зависимости от числа учитываемых факторов.
Поправка не является случайной, но может изменяться от
измерения к измерению по определенному закону. Поэто-
му в каждое отдельное значение показания
X
i
, может вно-
ситься своя поправка Θ
i
.
Результат измерения
Q подчиняется тому же закону
распределения вероятности, что показание и отсчет, но
смещенному по оси абсцисс на значение суммарной по-
правки. Отдельное его значение
Q
i
= X
i
+ Θ
i
, (9)
получаемое всякий раз после выполнения измерительной
процедуры, называется результатом однократного измере-
38
ния.
Среднее арифметическое значение результата измере-
ния, полученное при многократном независимом измере-
нии одной и той же величины постоянного размера:
=
=
n
1i
in
1
Q
n
Q
, (10)
называется результатом многократного измерения.
Уравнение измерения интервала записывается анало-
гично уравнению (6):
x=+
+
η
ϑ
[Q]
Q
, (11)
где Q – значение разности между двумя размерами физи-
ческой величины. Анализ этого уравнения не отличается от
анализа уравнения (6).
Математической моделью измерения по шкале по-
рядка
служит неравенство:
Q
1
+η
1
>
<
Q
2
+η
2
, (12)
описывающее процедуру сравнения двух размеров одной и
той же измеряемой величины. Результатом сравнения в
этом случае является не отсчет, а решение о том, какой из
размеров больше, либо они одинаковы. Не исключена воз-
можность как правильных, так и неправильных решений.
Следовательно,
результат сравнения двух размеров по
шкале порядка является случайным, что соответствует ос-
новному постулату метрологии.
2.2 Законы распределения вероятности
и их числовые характеристики
Математический аппарат теории вероятности широко
используется в метрологии. Рассмотрим поэтому некото-
рые свойства законов распределения вероятности, являю-
щихся моделями эмпирических законов распределения.
Последние получаются из экспериментальных данных ме-
тодами математической статистики.
1. Прежде всего, отметим, что функция
F (х) опреде-
ляет вероятность того, что отдельный результат, получен-
средства измерений и методики выполнения измерений. В       ния. Среднее арифметическое значение результата измере-
ходе этого исследования приближенно определяется сред-      ния, полученное при многократном независимом измере-
нее значение второго слагаемого в правой части формулы      нии одной и той же величины постоянного размера:
(7):                                                                                       1 n
                             H ≈ з [Q] .                                            Qn =     ∑ Qi ,
                                                                                           n i =1
                                                                                                                (10)
      Среднее значение не является случайным. Поэтому
 после замены случайного второго слагаемого в правой        называется результатом многократного измерения.
 части уравнения (7) неслучайным значением Н получается          Уравнение измерения интервала записывается анало-
                                                            гично уравнению (6):
 приближенное решение:
                                                                                      ∆Q + ϑ
                            Q≈x [Q] -Н- ύ,           (8)                                      +η = x ,           (11)
в котором результат измерения Q – случайное значение                                    [Q]
измеряемой величины.                                        где ∆Q – значение разности между двумя размерами физи-
      Первое слагаемое в правой части выражения (8) на-     ческой величины. Анализ этого уравнения не отличается от
                                                            анализа уравнения (6).
зывается показанием:
                                                                 Математической моделью измерения по шкале по-
                             Х=х [Q].                       рядка служит неравенство:
      Оно подчиняется тому же закону распределения ве-                             Q1 +η1 >< Q2+η2,              (12)
роятности, что и отсчет, но отличается от последнего тем,   описывающее процедуру сравнения двух размеров одной и
что                                                         той же измеряемой величины. Результатом сравнения в
                          dimX =dimQ.                       этом случае является не отсчет, а решение о том, какой из
      Два последних слагаемых в правой части формулы        размеров больше, либо они одинаковы. Не исключена воз-
(8) представляют суммарную поправку:                        можность как правильных, так и неправильных решений.
                           Θ = - Н- ύ,                      Следовательно, результат сравнения двух размеров по
которая может включать и большее количество состав-         шкале порядка является случайным, что соответствует ос-
ляющих в зависимости от числа учитываемых факторов.         новному постулату метрологии.
Поправка не является случайной, но может изменяться от
измерения к измерению по определенному закону. Поэто-             2.2 Законы распределения вероятности
му в каждое отдельное значение показания Xi, может вно-     и их числовые характеристики
ситься своя поправка Θi .                                         Математический аппарат теории вероятности широко
     Результат измерения Q подчиняется тому же закону       используется в метрологии. Рассмотрим поэтому некото-
распределения вероятности, что показание и отсчет, но       рые свойства законов распределения вероятности, являю-
смещенному по оси абсцисс на значение суммарной по-         щихся моделями эмпирических законов распределения.
правки. Отдельное его значение                              Последние получаются из экспериментальных данных ме-
                          Qi = Xi + Θi,              (9)    тодами математической статистики.
                                                                  1. Прежде всего, отметим, что функция F (х) опреде-
получаемое всякий раз после выполнения измерительной        ляет вероятность того, что отдельный результат, получен-
процедуры, называется результатом однократного измере-
                                                      37    38