Cтраница 2
В 2.1.2 проанализированы особенности систематической погрешности измерений. Все они непосредственно присущи и систематической погрешности средства измерений. Для погрешности средства измерений - существенной части погрешности измерений - полностью справедливы формулы (2.3), (2.4) и их анализ. [16]
Рассчитав аналогичные характеристики для всех точек диапазона измерений ( поверяемых точек), в которых решено оценивать систематическую погрешность средства измерений, можно получить данные, по которым осуществляется проверка правильности, соответствия исходным заданным требованиям, разработанной методики оценивания. [17]
В систематическую погрешность средства измерений приходится включать погрешность, аналогичную Адр ( t) ( дрейф), так как выделить на практике постоянную, чисто систематическую погрешность средства измерений на фоне дрейфа обычно не представляется возможным. Условность же заключается в том, что граница между областями частот погрешности Адр ( t) и Дк ( t) - [ см. (2.4) ] - не абсолютно четкая и постоянная. Поэтому в систематическую погрешность средства измерений может включаться разная часть погрешности, аналогичной Адр ( t), в зависимости от конкретных условий. [18]
Последнее предположение требует обоснования в каждом конкретном случае. Представляется более вероятным, что систематическая погрешность средств измерений данного типа состоит из двух частей: постоянной для всех экземпляров части, обусловленной принципом действия и конструкцией средств, и существенно меньшей по сравнению с ней непостоянной части, зависящей от особенностей технологии изготовления, срока и условий эксплуатации. Вторая часть может быть случайной, что позволяет ее уменьшить путем усреднения, однако с учетом соотношения частей эффект усреднения вряд ли будет заметным. [19]
Обработка результатов измерений производится для отыскания значений измеряемой величины и оценки погрешности ее определения. Для этого результаты измерений складывают с поправкой, которая по абсолютному значению равна систематической погрешности средства измерений и противоположна ей по знаку. Значение систематической погрешности определяют при аттестации ( поверке) средств измерений и контроля. [20]
В метрологической практике наиболее распространен учет воздействия влияющих величин на систематическую составляющую погрешности средств измерений. Воздействием влияющих величин на другие MX обычно пренебрегают из-за того, что соответствующие изменения этих других MX, как правило, достаточно малы по сравнению с самими MX. Кроме того, учет функций влияния не только на систематическую составляющую погрешности средства измерений без заметной пользы обычно существенно усложнил бы как нормирование и оценивание функций влияния, так и расчет характеристик инструментальных погрешностей измерений. Изменения систематической погрешности средств измерений, вызванные воздействием изменений влияющих величин, называются дополнительными погрешностями. [21]
Для увеличения точности измерения концентрации определяемого компонента предлагается применить метод компарирования, который является частным случаем дифференциального метода проведения измерений. Сущность метода заключается в определении разности между значениями измеряемой и известной ( воспроизводимой мерой) величинами при определении их косвенным путем. Метод компарирования позволяет получать результаты с высокой точностью при использовании относительно грубых средств измерений. Но использовать этот метод возможно только при условии воспроизведения с большой точностью известной величины, значение которой близко к значению измеряемой. При данном методе проведения измерения не учитывается систематическая погрешность средства измерения концентрации, применяемого в качестве компаратора, за счет определения разности выходного сигнала при попеременной подаче эталонной и изготовленной смесей. [22]
Систематические погрешности должны быть определены и исключены ( в виде поправок) из результатов наблюдений на первом этапе обработки данных. Однако могут быть, случаи, когда можно только сказать, что систематическая погрешность имеется, но определить ее величину и исключить ее из результата измерения нельзя. Так бывает, если, например, в расчетную формулу входят постоянные величины ( коэффициенты и слагаемые), известные с ограниченной точностью. К этому типу погрешностей могут быть отнесены и систематические погрешности средств измерения и ряд других. [23]
Кроме того, в этом случае меняется смысл характеристик распределений т и т, о и аи. Поэтому т и а являются моментами распределения контролируемого параметра не всей продукции данного вида, выпускаемой в стране, а только той ее части, которая проходит через этот узел учета. Аналогично тн и си являются моментами распределения погрешности измерений этого параметра с помощью конкретного экземпляра средства измерений. При оценке статистических ошибок поверки задача ставится иначе - рассматриваются не конкретные экземпляры средств измерений, а совокупности средств измерений данного типа, эксплуатируемые в стране, регионе или предприятии. Поэтому в данном случае те и теи являются математическими ожиданиями распределения систематических погрешностей поверяемых средств измерений и средств их поверки по совокупностям средств измерений соответствующих типов. [24]
Например, каждый конкретный экземпляр средств измерений данного типа может иметь некоторые постоянные погрешности. Но для технических измерений специфично применение не отдельных экземпляров, а типа средств измерений. Тип средства измерений в теоретическом плане представляет собой определенную генеральную совокупность объектов ( экземпляров средств измерений), характеристики которой нормированы в известной разработчику МВИ технической документации на тип средств измерений. Каждый экземпляр средств измерений данного типа представляет собой случайную реализацию из данной генеральной совокупности. На множестве экземпляров средств измерений данного типа постоянная ( для отдельного экземпляра - систематическая) погрешность какого-либо экземпляра предстает как реализация случайной величины - систематической погрешности средств измерений данного типа. Построение эмпирической модели этой случайной величины - систематической погрешности средств измерений данного типа - не встречает затруднений. [25]
Однако сфера практического использования такого представления о систематической погрешности крайне ограничена. Действительно, если эта погрешность определена как детерминированная величина и ее значение известно, то ее просто исключают введением поправки. Другого способа использования систематической погрешности, какдетерминированной величины быть не может и нормирование ее в этом случае лишено смысла. Если же из физических соображений ясно, что некоторая составляющая погрешности постоянная или закономерно изменяется, т.е. по определению является систематической, то ее значение неизвестно, а известны лишь пределы, в которых это значение может находиться, то учитывать эту погрешность можно только как случайную величину, каким-либо образом распределенную в заданных ( известных) пределах. Естественно, природа случайности здесь обусловлена не объективными причинами формирования погрешности, а ограниченностью наших знаний и технических возможностей, но сути дела это не меняет. Поэтому подходы к нормированию характеристик систематических погрешностей средств измерений должны быть такими же, как и для характеристик случайных погрешностей. Отмеченное обусловливается еще и тем, что характеристики систематических погрешностей нормируются, как правило, для большой совокупности средств измерений определенного типа. При этом систематические погрешности каждого экземпляра средств измерений уже объективно являются частными реализациями случайным образом распределенной ( по экземплярам) величины. [26]
Например, каждый конкретный экземпляр средств измерений данного типа может иметь некоторые постоянные погрешности. Но для технических измерений специфично применение не отдельных экземпляров, а типа средств измерений. Тип средства измерений в теоретическом плане представляет собой определенную генеральную совокупность объектов ( экземпляров средств измерений), характеристики которой нормированы в известной разработчику МВИ технической документации на тип средств измерений. Каждый экземпляр средств измерений данного типа представляет собой случайную реализацию из данной генеральной совокупности. На множестве экземпляров средств измерений данного типа постоянная ( для отдельного экземпляра - систематическая) погрешность какого-либо экземпляра предстает как реализация случайной величины - систематической погрешности средств измерений данного типа. Построение эмпирической модели этой случайной величины - систематической погрешности средств измерений данного типа - не встречает затруднений. [27]
Кроме того, в этом случае меняется смысл характеристик распределений т и ти, а и ои. При оценке статистических ошибок контроля рассматривается конкретный узел учета, то есть некоторый вполне определенный экземпляр средства измерений. Поэтому т и а являются моментами распределения контролируемого параметра не всей продукции данного вида, выпускаемой в стране, а только той ее части, которая проходит через этот узел учета. Аналогично ти и ои являются моментами распределения погрешности измерений этого параметра с помощью конкретного экземпляра средства измерений. При оценке статистических ошибок поверки задача ставится иначе - рассматриваются не конкретные экземпляры средств измерений, а совокупности средств измерений данного типа, эксплуатируемые в стране, регионе или предприятии. Поэтому в данном случае т и ти являются математическими ожиданиями распределения систематических погрешностей поверяемых средств измерений и средств их поверки по совокупностям средств измерений соответствующих типов. [28]
С другой стороны, указанная нелогичность не имеет практического значения. При технических измерениях редко используются индивидуальные MX экземпляров средств измерений. Причем это допустимо в отношении только таких экземпляров средств измерений, систематическая составляющая основной погрешности которых существенно не изменяется на интервалах времени между периодически повторяющимися ее оцениваниями. Часто для приведения систематической погрешности к значениям, близким к нулю, используют периодическую коррекцию погрешности. При технических измерениях обычно пользуются MX, нормированными ( НМХ) для типа средств измерений. Это означает, что НМХ отражают свойства всей генеральной совокупности экземпляров средств измерений, относящихся к данному типу. Постоянные для каждого отдельного экземпляра систематические составляющие основной погрешности, для типа средств измерений представляют собой совокупность разных ( случайных на совокупности средств измерений данного типа) значений. На этой совокупности случайных реализаций систематических погрешностей средств измерений данного типа вуалируются очень медленно и незначительно изменяющиеся составляющие систематической основной погрешности отдельных экземпляров средств измерений. Если эти изменения заметны, используется периодическая коррекция систематической погрешности. Для экземпляра средства измерений составляющая AOJ характеризуется своим значением и знаком. [29]