ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методические и инструментальные погрешности из "Метрологические основы технических измерений " Выше определены цель и признаки, по которым выделены методические и инструментальные погрешности. Здесь мы рассмотрим основные особенности и наиболее характерные источники этих двух групп погрешностей [3]. [c.62] Характерной особенностью методических погрешностей, как было указано, является то, что они обусловлены свойствами только методик измерений и не зависят от свойств применяемых средств измерений. Наоборот, характерной особенностью инструментальных погрешностей является то, что они обусловлены свойствами применяемых средств измерений. [c.62] При определении целесообразности применения той или иной методики, при сравнении нескольких методик между собой именно методические погрешности служат основным критерием. [c.63] При разработке МВИ раздельные данные о методических и инструментальных погрешностях позволяют определять, каг.ие факторы ограничивают точность МВИ и какие меры следует применять совершенствовать (или, наоборот, упрощать) методику (метод измерений, процедуру) или заменять виды и типы средств измерений. [c.63] При разработке МВИ целесообразно использовать то обстоятельство, что инструментальная погрешность измерений, как правило, может быть приближенно определена (рассчитана) до полного окончания разработки и до практической реализации МВИ. Для этого могут быть использованы исходные данные об объекте измерений и техническая документация на выбираемые типы средств измерений, где нормируются их метрологические характеристики. Что касается методической погрешности, то даже теоретически она может быть определена только после окончания разработки методики измерений. [c.63] Таким образом, выявление основных источников методических и инструментальных погрешностей технических измерений (по отдельности) имеет существенное практическое значение для научно обоснованной разработки МВИ. Перейдем к рассмотрению методических погрешностей. [c.63] Другой источник методической погрешности возникает при использовании вторичных величин и процессов. Например (см. разд. 1.4.3), погрешность измерений высоты барометром абсолютного давления, обусловленная изменениями температуры и влажности атмосферы по сравнению с теми их значениями, при которых барометр градуирован в единицах высоты, не зависит от свойств барометра (высотомера). Следовательно, она относится к методическим погрешностям. Аналогично, к методическим относится и погрешность измерения температуры с помощью оптического пирометра (см. там же), обусловленная отличием длины волны излучения объекта измерения от того значения, при котором пирометр градуирован в единицах температуры. Подобные отличия нередки и зависят от свойств тела, излучающего тепловой поток — вторичный процесс измеряемой величины. [c.64] Таким образом, данный источник методической погрешности может появиться в тех случаях, когда для измерений (отнесенных нами к прямым — см. разд. 1.4.3) какой-либо величины применяется средство измерений, градуированное в единицах измеряемой величины, но непосредственно реагирующее на другую (вторичную) величину, функционально связанную с измеряемой. При этом могут влиять возможные изменения параметров функциональной зависимости между измеряемой и вторичной величинами относительно тех значений этих параметров, для которых справедлива градуировка средства измерений в единицах измеряемой величины. Соответствующая погрешность измерений не зависит от свойств применяемого средства измерений. Она зависит от свойств объекта измерений и функциональной связи между величиной, принятой в качестве измеряемой, и вторичной величиной. Назовем эту погрешность погрешностью от использования вторичной величины. [c.64] Методические погрешности по пп. 4 и 5 для краткости будем именовать методическими погрешностями косвенных измерений. [c.66] Рассмотрим теперь инструментальные погрешности. К ним, то есть к погрешностям, зависящим от свойств применяемых средств измерений, можно отнести следующие основные три группы погрешностей. [c.66] Во-первых, погрешность средств измерений в реальных условиях их применения. Подробно эта погрешность анализируется в [35 36]. Здесь мы на ней не останавливаемся из-за ограниченного объема книги. [c.66] Во-вторых, погрешность, обусловленную взаимодействием средств измерений с объектом измерений. За исключением редки.х случаев (таких, например, как измерение длины с помощью измерительной линейки), при измерениях происходит обмен энергией между объектом измерений и средством измерений. Тривиальным примером подобного обмена энергией может служить измерение вольтметром выходного электрического напряжения генератора. В зависимости от свойств выходной цепи генератора и входной цепи вольтметра последний поглощает большую или меньшую энергию от генератора. В результате, выходное напряжение генератс ра будет отличаться от того, какое имелось на выходе генератора до подключения к нему вольтметра. Это может вызвать некоторую погрешность измерений, если задачей измерений предусматривается определение выходного напряжения самого генератор . [c.66] Другим примером может служить измерение температуры достаточно топкой металлической пластины с помоп1ью тер.мопары. Контакт термопары с пластиной приводит к некоторому уменьшению температуры в месте контакта. Уменьшение температуры зависит от свойств как пластины, так и термопары. [c.66] Для измерений температуры пластины может применяться и термометр сопротивления, рассеивающий, как известно, некоторую энергию. В зависимости от свойств пластины и термометра сопротивления, температура пластины в месте контакта может как понизиться. так и повыситься. В обоих случаях взаимодействие средства измерений с объектом измерений приводит к некоторому из-мененню измеряемой величины относительно того ею значения, которое требуется определить путем измерений. Возникает соответствующая погрешность измерений, зависящая от свойств как объекта 1 3л срений. так и средства измерений. [c.67] В различных измерениях взаимодействие средств измерений с объектами измерений может быть и более сложным. Н Жно отметить, что данное явление и соответствующие погрешности измерений достаточно хорошо изучены лишь для электрических измерений при линейных свойствах выходных цепей объектов измерений и входных цепей средств измерений. Что касается измерений электрических величин в нелинейных цепях и измерений неэлектрических величин, то задача исследований погрешностей, обусловленных взан лодействием объектов измерений со средствами измерений, еще ждет своего решения. [c.67] Погрешности измерений, обусловленные взаимодействием средств измерений с объектом измерений, зависят от их свойств, в том числе, и от свойств средств измерений. Поэтому они относятся к инстру.меитальным погрешностям измерений. [c.67] В-третьих, при измерениях величин, изменяющихся в пространстве, может возникнуть составляющая погрешности измерений, за-виск д,1Я от одного специфического свойства предназначенных для таких пз.мерений средств измерений. Она обусловлена тем, что нз-мепе.чпе величины строго в точке пространства, как правило, не может быть осуществлено из-за ограниченной пространственной разреиитюшей способности средства измерений. Практически измеряются величины, усредненные на некоторых. малых интервалах длины, на малых площадках, объемах, покрывающих те дискретные точки пространства, в которых требуется определить значения измеряемой величины. Например, прн измерении функционала (2.1) путем его расчета по (2.2), 0г практически представляют собой 1 е значения 0 в 1-х точках объема V, а значения, усредненные на малых объемах пространства V, определяемых размерами термопреобразователей. Это вызывает соответствующую составляющую погрешности измерений, зависящую от свойств средств изме-рени Г . [c.67] Этими восемью общими группами погрешностей — пять методических и три инструментальных, — по-видимому, исчерпыв ются основные составляющие погрешностей измерений. Конечно, в простых МВИ отдельные из этих составляющих могут отсутствовать. В других, более сложных МВИ, могут появиться какие-либо дополнительные источники погрешностей измерений. При анализе МВИ основное внимание должно уделяться выявлению источников погрешностей измерений. [c.68] Вернуться к основной статье