Погрешностью измерения называют отклонение измеренного
Значения физической величины от её истинного значения.
Погрешность измерений, в общем случае, может быть вызвана следующими причинами:
1. Несовершенством принципа действия и недостаточным качеством элементов используемого средства измерения.
2. Несовершенством метода измерений и влиянием используемого средства измерения на саму измеряемую величину, зависящим от способа использования данного средства измерения.
3. Субъективными ошибками экспериментатора.
Так как истинное значение измеряемой величины никогда неизвестно (в противном случае отпадает необходимость в проведении измерений), то численное значение погрешности измерений может быть найдено только приближенно. Наиболее близким к истинному значению измеряемой величины является значение, которое может быть получено при использовании эталонных средств измерений (средств измерений наивысшей точности). Это значение условились называть действительным значением измеряемой величины. Действительное значение также является неточным, однако, из-за малой погрешности эталонных средств измерений, погрешностью определения действительного значения пренебрегают.
Классификация погрешностей
1. По форме представления различают понятия абсолютной погрешности измерений и относительной погрешности измерений.
Абсолютной погрешностью измерений называют разность между
Измеренным и действительным значениями измеряемой
величины:
,
где ∆ - абсолютная погрешность,
– измеренное значение,
– действительное значение измеряемой величины.
Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой величины. Знак абсолютной погрешности будет положительным, если измеренное значение больше действительного, и отрицательным в противном случае.
Относительной погрешностью называют отношение абсолютной
погрешности к действительному значению измеряемой величины:
где δ – относительная погрешность.
Чаще всего относительную погрешность определяют приближенно в процентах от измеренного значения:
Относительная погрешность показывает, какую часть (в %) от измеренного значения составляет абсолютная погрешность. Относительная погрешность позволяет нагляднее, чем абсолютная погрешность, судить о точности измеренного значения.
2. По источникам происхождения погрешности подразделяют на следующие виды:
- инструментальные погрешности;
- методические погрешности;
- субъективные погрешности, допущенные экспериментатором .
Инструментальными называются погрешности, которые принадлежат данному типу средств измерения, могут быть определены при их испытаниях и занесены в паспорт средства измерения в виде пределов допускаемых погрешностей.
Инструментальная погрешность возникает из-за несовершенства принципа действия и недостаточно высокого качества элементов, применяемых в конструкции средства измерений. По этой причине реальная передаточная характеристика каждого экземпляра средства измерений в большей или меньшей степени отличается от номинальной (расчетной) передаточной характеристики. Отличие реальной характеристики средства измерений от номинальной (рис.1) определяет величину инструментальной погрешности средства измерений.
Рис.1. Иллюстрация к определению понятия инструментальной
погрешности.
Здесь: 1 – номинальная характеристика средства измерений;
2 – реальная характеристика средства измерений.
Как видно из рис.1, при изменении измеряемой величины, инструментальная погрешность может иметь различные значения (как положительные, так и отрицательные).
При создании средств измерений какой-либо физической величины, к сожалению, не удается полностью избавиться от реакции этого средства измерений на изменение других (не измеряемых) величин. Наряду с чувствительностью средства измерения к измеряемой величине, оно всегда реагирует (хотя и существенно в меньшей степени) на изменение условий эксплуатации. По этой причине инструментальную погрешность подразделяют на основную погрешность и дополнительную погрешности.