Погрешности измерений параметров, их влияние на качество изделий

Погрешность измерения — это оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения, являющаяся характеристикой точности измерения. Поскольку выяснить истинное значение величины невозможно, то и невозможно указать величину погрешности. Измерения начинают с выбора пренебрежимо малой для данных условий допустимой погрешности измерения.

Величина допустимой погрешности в каждом случае зависит от намеченной точности измерения. Наиболее вероятное значение погрешности вычисляется как среднестатистическое значение серии измерений.

В 2004 году на международном уровне вместо понятия «погрешность» было введено понятие «неопределённость измерений».

На величину погрешности измерения влияет погрешность прибора. Поэтому для рабочих средств измерений, принято деление на классы точности. Классы точности могут обозначаться буквами, римскими цифрами, условными знаками и др.

Погрешности классифицируются:

- по форме представления – абсолютная, относительная, приведённая;

- по причине возникновения — инструментальные, методические, субъективные, основные и дополнительные;

- по характеру проявления — систематические, случайные, прогрессирующие, грубые;

- по способу измерения — прямых измерений, косвенных воспроизводимых и косвенных невоспроизводимых;

- по формам используемых оценок (довери­тельные границы, предельные, средние арифметические, средние квадратические значения, значения размаха и др.);

- по значимости (значимые, пренебрежимо малые).

Все погрешности измерений в зависимости от внешних условий де­лятся на основные и дополнительные. Эти погрешности могут быть абсолютными, относительными и приведенными.

Основная погрешность — это погрешность средства измерения при нормаль­ных условиях эксплуатации. Дополнительная погрешность возникает при условиях, отличных от нормальных.

Абсолютная погрешность измерения — сумма основной и дополнительных погрешностей.

Поскольку истинного значения измеряемой величины узнать нельзя, то вместо него оперируют действительным размером:

Рисунок 1 – Δ = А – Х _ист ≈ А – Х_д.

Систематическая погрешность — это постоянная погрешность или изменяющаяся во времени по определённому закону. Систематическая погрешность всегда имеет знак отклонения, «+» или «–». Систематическая погрешность может быть исключена введением по­правки.

Случайная погрешность меняется (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности определяются методами математической статистики.

Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени.

Грубая погрешность (промах) возникает вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры.

2 Источники погрешности измерений:

- погрешности, зависящие от средств измерения;

- погрешности, зависящие от установочных мер;

- погрешности, происходящие от температурных деформаций и других условий измерения, отличных от нормальных (ГОСТ 8.050 установлены требования к нормальным условиям производства линейных и угло­вых измерений:

а) температура окружающей среды 20° С;

б) атмосферное давление 101324,72 Па (760 мм рт. ст.);

в) относительная влажность окружающего воздуха 58% (нор­мальное парциальное давление водяных паров 1333,22 Па);

г) ускорение свободного падения 9,8 м/с²;

д) направление линии измерения линейных размеров наружных поверхностей — горизонтальное;

е) положение плоскости измерения углов — горизонтальное;

ж) относительная скорость измерения углов, равная нулю;

з) внешние силы (кроме силы тяжести), атмосферное давление, действие магнитного поля Земли и силы сцепления элементов из­мерительной системы (установки), равны нулю).

- погрешности, зависящие от оператора

- погрешности при отклонениях от правильной геометрической формы;

- дополнительные погрешности при измерении внутренних размеров.