Погрешность - отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины. В зависимости от различных признаков погрешности классифицируют на виды:

1. По форме представления: абсолютные, относительные, приведенные

2. По характеру измерения результатов: систематические, случайные

3. По изменчивости физической величины: статистические, динамические

4. По устранимости: устранимые, неустранимые

5. По условиям проведения измерений: основные, дополнительные

6. По причинам возникновения: инструментальные, методические, субъективные

7. По допустимости: допустимые, недопустимые (грубые)

Абсолютная погрешность - погрешность, представленная разностью между измеренным и истинным (действительным) значением и выраженная в единицах измеряемой величины

Относительная погрешность - погрешность, представленная отношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражаемая в процентах

Приведенная погрешность - отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению.

Нормирующее значение принимается равным верхнему пределу измерений при наличии нулевого значения односторонней шкалы прибора или диапазону измерений в случае двухзначной шкалы прибора.

Систематическая погрешность - погрешность, остающаяся постоянной при повторных измерениях или изменяющаяся закономерно.

погрешность измерение метрология стандартизация

Постоянные систематические погрешности обычно свиде­тельствуют о высоких или недостаточных показателях метрологической надежности средств измерений, могут быть установлены и устранены. Иногда для устранения систематических погрешностей вводят таблицу поправок.

Закономерно возникающие систематические погрешности вызываются процессами старения средств измерений, так как происходят процессы стирания поверхностей, окисление и т.п. Наличие таких погрешностей и обуславливает необходимость поверки и калибровки средств измерений

Случайная погрешность - погрешности, изменяющиеся при повторных измерениях случайным образом. Эти погрешности непредсказуемы, поэтому неизмеримы и неустранимы. Однако их влияние можно уменьшить путем многократных измерений с последующим определением характеристик случайной погреш­ности методами математической статистики. Близость к нулю случайных погрешностей называется сходимостью измерений.

Статические погрешности - погрешность средств измерений, когда измеряемая величина во время измерений не изменяется. Предполагается, что в этом случае не изменяется и действительное значение измеряемой величины, а абсолютная погрешность остается постоянной.

Динамическая погрешность - погрешность средств измерений, когда измеряемая величина по время измерения изменяется. Например, при измерении температуры термометром должно пройти время, чтобы ртуть изменила свою температуру, а столбик ртути дошел до соответствующей отметки на шкале. Если за это время температура измеряемого объекта изменится, возникнет динамическая погрешность.

Устранимые погрешности - систематические погрешности, которые могут быть выявлены и устранены. К неустранимым относятся систематические и случайные погрешности, но определенная часть случайных погрешностей неустранима, отсюда случайность любого результата измерений.

Основные погрешности - погрешности, соответствующие нормальным условиям применения средств измерения. Эти условия устанавливаются нормативными документами на виды средств измерений или отдельные их типы. Чаще всего устанавливаются следующие внешние условия: температура окружающей среды, относительная влажность, атмосферное давление. Выделение основной погрешности, соответствующей стандартным условиям применения, является одним из важных факторов обеспечения единства измерений.

Дополнительная погрешность - погрешность, возникающая при отклонении одной из влияющих величин от нормального значения. Принято различать дополнительные погрешности по отдельным факторам: дополнительная температурная погрешность, погрешность за счет изменения атмосферного давления и т.п.

Инструментальные погрешности - погрешности средств измерения, определяемые их несовершенством, конструктивно-технологическими особенностями и влиянием внешних условий, например помехи. Инструментальные погрешности являются одной из наиболее значимых составляющих погрешности и могут носить систематический или случайный характер.

Методическая погрешность - погрешность, определяемая несовершенством применяемой методики измерения. К методическим погрешностям относится и невозможность идеального воспроизведения модели объекта измерения. В большинстве случаев методические погрешности носят систематический характер.

Субъективная погрешность - погрешность отсчитывания, возникающая вследствие индивидуальных особенностей субъекта (оператора), проводящего измерения. Эта погрешность определяется степенью внимательности, сосредоточенности операторов, может носить как систематический, так и случайный характер.

Допустимая погрешность - это погрешность, размер которой устанавливается нормативно-техническими документами или определяется расчетным путем.

Недопустимая погрешность - это погрешность, при возникновении которой результат измерения недостоверен и не может учитываться.

Недопустимые погрешности называются грубыми погрешностями, или ошибками. Важное значение имеет своевременное обнаружение и устранение грубых погрешностей.

Грубые погрешности могут возникнуть под воздействием любого фактора, влияющего на результат измерения. Однако чаще всего источником грубой погрешности является неправильный отсчет показаний прибора или непредсказуемые изменения внешней среды.

Существуют два основных способа обнаружения грубых погрешностей:

при однократных измерениях ошибка может быть выявлена, если примерно известен ожидаемый результат измерения, например при поверке рабочих средств измерений с помощью эталонов и калибров или при систематическом измерении объекта, физическая величина которого практически не изменяется;

при многократных измерениях ошибка может быть установлена с помощью статистического анализа результатов наблюдений. Например, при определении естественной убыли плодоовощной продукции измеряется масса 10 и более объектов. Полученная разница между начальным и конечным измерениями дает убыль массы. Испытатель сразу обращает внимание на "выпадающие" из общего числа результаты.

Пути устранения грубых погрешностей:

1. Грубые погрешности, выявленные при однократных измерениях, можно устранить повторением измерений и превращением их в многократные.

2. При многократных измерениях грубые погрешности устраняются путем применения следующих способов:

правила "трех сигм";

математической обработкой результатов измерений.

Правило "трех сигм" гласит, что грубой считается погрешность, размер которой превышает три сигмы.

Сигма - среднеквадратичное отклонение, рассчитываемое по уравнению

где - фактическое значение величины при однократном измерении; - среднеарифметическое значение измеряемой величины при многократном измерении; - количество измерений.

При этом рассчитывается доверительный интервал. В него входят значения измеряемой величины, которые по нормаль­ному закону распределения признаются достоверными. Значения, находящиеся вне этого интервала, относятся к ошибочным и исключаются как недостоверные. Результат измерения пересчитывается с учетом исключенных значений.

Например, при измерении средней массы орехов были взвешены 10 экземпляров. Получены следующие результаты: 15, 19, 20, 21, 22, 18, 22, 20, 25, 17 г. Средняя масса орехов равна 19,9 г; = 2. Доверительный интервал равен (20 2, или 18,2.22,2). За его пределами находятся значения 15; 17; 18 и 25, которые исключаются, и получается уточненный результат, равный 20,7 г.

Математическая обработка результатов измерения регламентируется стандартом.

2. Стандарты на продукцию: подвиды, объекты, характеристика (структура и содержание)