ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Понятие о природе экспериментальных ошибок из "Эксплуатация, наладка и испытание теплотехнического оборудования " В процессе наладочных работ и эксплуатации теплотехнического оборудования приходится измерять различные величины (температуру, расход, состав продуктов горения и т. д.). При измерении любой величины мы никогда не получаем ее истинного значения, так как результаты любых измерений содержат погрешность. В результате измерений удается получить лишь приближенное значение измеряемой величины. Под измерением понимают сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения. [c.205] При наладке и испытании теплотехнического оборудования выполняют прямые и косвенные измерения. При прямых измерениях определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно или при помощи измерительного прибора, нанример при измерении длины линейкой, промежутков времени секундомером, температуры каким-либо термоприемником. Прп косвенных измерениях определяемая величина вычисляется на основании прямых измерений, например потеря тепла с уходящими газами определяется по измеренной температуре и составу уходящих газов. [c.205] При измерении любой физической величины обычно приходится выполнять следующие операции проверку и установку приборов, отсчет их показаний, обработку результатов измерений и оценку погрешности. [c.206] Погрешности измерений определяются разностью измеренной и истинной величин и зависят от ряда причин. Погрешности разделяются на две группы систематические и случайные (погрешности, вызванные неисправностью прибора или небрежностью экспериментатора, не рассматриваются). [c.206] Систематические погрешности обусловлены ограниченной точностью прибора, неправильным выбором метода измерения, неправильной установкой прибора или недоучетом некоторых внещних факторов, например теплообмена калориметра с внешней средой при определении теплоты сгорания топлива. Таким образом, систематическая погрешность наблюдается в тех случаях, когда среднее значение последовательных отсчетов отклоняется от известного точного значения и продолжает отклоняться независимо от числа последовательных отсчетов. Пусть, например, при измерении частоты вращения электродвигателя среднее значение получилось равным 950 об/мин, а эталонное значение или значение, полученное при калибровке тахометра, 1000 об/мин. Из этих данных можно сделать вывод, что тахометр неточен, даже если при измерении был малый разброс показаний. Определение систематической погрешности может быть произведено калибровкой прибора или его поверкой. [c.206] Случайные погрешности обусловлены большим числом различных случайных причин и имеют место, когда при последовательных измерениях постоянной величины получают различные численные значения этой величины. Случайные погрешности вызываются вибрацией, незначительным движением воздуха, явлением параллакса и т. д. Погрешность от параллакса проявляется при неточном расположении глаз наблюдателя по отношению к шкале или указателю прибора (или уровню рабочей жидкости прибора). Случайную погрешность, даже если известно, что она имеется, никогда нельзя исключить и определить ее абсолютное значение по одному измерению. Однако математическая теория случайных явлений позволяет уменьшить влияние этих погрешностей и разумно установить их значение. [c.206] Существенным этапом любых экспериментов является первичная обработка результатов наблюдений, которая состоит в разметке результатов наблюдений и определении средних значений параметров, измеренных в течение опыта. Целью разметки является обнаружение и исключение ошибочных измерений или измерений, которые вызывают сомнения. Редкий эксперимент обходится без того, чтобы не появилось хотя бы одно резко выделяющееся значение. Наличие такой грубой погрешности (промаха) может заметно исказить среднее значение измеряемой величины. Поэтому из окончательного результата необходимо этот промах исключить. Обычно промах имеет значение, резко отличающееся от других. Однако это отклонение от других результатов измерений не дает еще права исключить это измерение, пока не проверено, не является ли это отклонение следствием статистического разброса. [c.207] В табл. 10-5 приведены максимальные возможные значения критерия 15, возникающие вследствие статистического разброса, соответствующие заданной надежности. Из таблицы ясно, что вероятность больших отклонений, возникающих вследствие статистического разброса, растет при увеличении числа измерений. [c.207] Если значение критерия г, подсчитанного для резко выделяющегося измерения, окажется больше максимального возможного имак, определенного из табл. 10-5, то данное измерение можно считать промахом и следует исключить при подсчете среднего значения. Наоборот, если и имак, то резко выделяющееся измерение является следствием статистического разброса п нет основания считать его промахом. В этом случае оно не исключается при подсчете среднего значения. [c.207] Методику выявления промаха рассмотрим на конкретном примере. Пусть в результате анализа продуктов горения получены значения КОг, указанные во втором столбце следующей таблицы. [c.208] Из табл. 10-5 находим для п = 6 и надежности р = 0,95 значение г5мак=2,00. Ясно, что П5 имак- Это означаст, что пятое измерение (RO2=ll,0) является промахом и его следует исключить при подсчете среднего значения. Таким образом, среднее значение RO2 будет 51,5 5= 10,3. [c.209] Значащие цифры несут информацию об измеренных параметрах, поэтому число десятичных знаков должно соответствовать точности измерений. Если, например, измеренное избы-, точное давление в сосуде составило 5,3 МПа, т. е. известны две значащие цифры, то этот факт не изменится при записи 5 300 000 Па. Однако при такой записи возможна путаница, так как можно подумать, что давление измерено с точностью до седьмого знака. Во избежание недоразумения следует записать 53 10 Па. [c.211] Вернуться к основной статье