Оформление работы и анализ результатов. Результаты работы оформляют с использованием таблиц (рекомендуемые формы таблиц 5.15.3 даны с примерами заполнения)

Результаты работы оформляют с использованием таблиц (рекомендуемые формы таблиц 5.1...5.3 даны с примерами заполнения), необходимых рисунков схем, диаграмм (примеры оформления на рисунке 5.4) и текстовых описаний. При отсутствии данных в клетке таблицы ставят прочерк.

Для описания каждого использованного метода оценки погрешностей измерений приводят его краткую характеристику и описывают методику выполнения измерений. Описание МВИ должно включать наименования вида и метода измерений, наименования и основные метрологические характеристики применяемых средств измерений. При необходимости описание дополняется схемой измерения.

В формулировках кратких характеристик используемых в работе методов оценки погрешностей измерений следует использовать соответствующие наименования экспериментальных методов выявления и оценки погрешностей (оценка погрешностей по результатам измерений «точной» меры или с использованием более точной МВИ, либо анализ массива результатов многократных наблюдений).

Пример краткого описания метода оценки погрешностей и МВИ:

Определение значения погрешностей измерений угла универсальным угломером по результатам измерений одной «точной» угловой концевой меры. Измерения угла – прямые, абсолютные, многократные, статические, осуществлялись методом непосредственной оценки.

Измерительный прибор: угломер универсальный ГОСТ 5378-88, пределы измерений от 0о до 180о, цена деления нониуса 02'.

Результаты измерений каждой из «точных» величин (концевая мера длины, блок мер и т.д.) с использованием одной МВИ оформляют в виде отдельной строки таблицы 5.1. Отличие результата измерений от номинального значения меры можно рассматривать как оценку погрешности измерения, если погрешности мер и погрешности из-за воздействия на измеряемые меры влияющих величин считать пренебрежимо малыми по сравнению с оцениваемой погрешностью измерения.

Таблица 5.1 – Погрешности измерений «точных» мер

Измерительный прибор Используемые меры Результаты исследований
Наименование Номинальное значение меры («ансамбля мер») Результаты измерений Оценка погрешности*
Весы электронные Меры массы однозначные (гири) 100 г 99,998 г 0,002 г
Угломер универсальный Концевые угловые меры 30о 30о02' 2'
*Погрешностями использованных мер и погрешностями воздействия на меры влияющих величин пренебрегаем как ничтожно малыми.

При описании оценки погрешностей по результатам измерений той же физической величины с использованием заведомо более точной МВИ приводят краткие характеристики методик выполнения измерений. Результаты сравнительных измерений одной физической величины оформляют в виде отдельной строки таблицы 5.2. Значение погрешности измерений более грубой МВИ оценивают по разности полученных «грубых» и «точных» результатов.

Таблица 5.2 – Измерения физической величины с использованием двух МВИ

Измеряемая величина Результаты измерений при использовании Оценка погрешности исследуемой МВИ
исследуемой МВИ «точной» МВИ
Масса детали 126,5 г 126,280 г 0,220 г
Плоский угол ………………… …………………. ……………….

В описании исследований погрешностей методом анализа массива результатов многократных наблюдений приводят краткие характеристики методик выполнения измерений. Массивы результатов, полученные при измерениях одной физической величины с использованием двух МВИ (например, а и б) приводят в строках таблицы 5.3.

Таблица 5.3 – Многократные измерения физической величины

При измерении с использованием Результаты измерений, мм
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8 Х9 Х10
МВИ а 20.100 20.102 20.096 20.102 20.096 20.102 20.096 20.099 20.098 20.101
МВИ б 20.103 20.102 20.101 20.107 20.123 20.082 20.108 20.101 20.110 20.107

Продолжение таблицы 5.3

При измерении с использованием Результаты измерений, мм
Х11 Х12 Х13 Х14 Х15 Х16 Х17 Х18 Х19 Х20
МВИ а 20.099 20.101 20.101 20.100 20.097 20.101 20.100 20.103 20.100 20.099
МВИ б 20.109 20.108 20.109 20.102 20.089 20.101 20.112 20.110 20.111 20.104

Окончание таблицы 5.3

При измерении с использованием Результаты измерений, мм  
Х21 Х22 Х23 Х24 Х25 Х26 Х27 Х28 Х29 Х30
МВИ а 20.101 20.100 -- -- -- -- -- -- -- --
МВИ б 20.103 20.104 20.105 20.105 20.094 20.120 20.089 20.106 20.097 20.121
                       

Для применения графо-аналитического метода оценки результатов серии представляют в виде двух точечных диаграмм в одной системе координат (рисунок 5.5).

Анализ каждой отдельной серии результатов измерений включает оценки полных размахов R' и оценки тенденций изменения результатов. При наличии явно выраженной тенденции изменения результатов на диаграмму наносят аппроксимирующую линию, дают качественную и количественную оценки тенденций, а также оценивают размах R отклонений результатов от аппроксимирующей линии (оценка случайной составляющей погрешности измерений в серии), складывая модули максимальных верхнего и нижнего отклонений от аппроксимирующей линии. Отклонения определяют по точечной диаграмме с учетом масштаба.

Сравнительный анализ нескольких серий измерений одной физической величины включает оценки наличия и вида тенденций изменения результатов по каждой из серий измерений и сопоставление оценок размахов R'i, Ri.

Для более грубой МВИ желательно также определить значение оценки среднего квадратического отклонения результатов от среднего значения или от аппроксимирующей линии, хотя это не входит в анализ точечных диаграмм.

Результаты сравнительного анализа массивов наблюдений представляют в произвольной форме, отмечая наличие и характер систематических погрешностей и указывая числовые оценки размахов. Для серий без тенденции изменения результатов указывают средние значения и значения средних квадратических отклонений случайных погрешностей (для «грубых» серий по возможности).

 
 

 

 


Пример описания анализа двух серий измерений (по данным рисунка 5.5):

Тенденция изменения и размах результатов при использовании МВИ1 практически отсутствуют (R’МВИ1 = 0.007 мм » 0). В результатах второй серии измерений (при использовании МВИ 2) наблюдается прогрессирующая тенденция, которая представлена на диаграмме наклонной аппроксимирующей прямой. Общий размах результатов в данной серии R’МВИ2 = 0,066 мм, размах частично исправленных результатов (исключено влияние систематической составляющей) RМВИ2 = 0,048 мм.

Если первую серию (результаты, полученные при использовании МВИ1) принять за «точную», можно оценить максимальную погрешность второй серии:

D max МВИ2 = Хmax МВИ2 – Х МВИ1 = 0,127 мм » 0,13 мм,

Оценка среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности второй серии ввиду наличия в ней систематической погрешности получена с использованием зависимости (5.5):

______________

s = Ö [1/(n – 1)]×åei 2 = 0,010 мм.