Класифікація складових похибки вимірювань

1. Класифікація складових похибки за закономірностями прояву.

А) Випадкова складова похибки (ВСП) Δ - це складова похибки вимiрювань,

яка змінюється за повторних вимiрювань однiєi i тiєiж величини ФВ випадковим чином, і в появі різних значень якої не вдається визначити будь-яку закономірність. ВСП - це похибка, яка непередбачувана ні по знаку, ні по розміру, або недостатньо вивчена. ВСП визначаються сукупністю причин, які важко проаналізувати. Чинники, які визивають ВСП, з’являються нерегулярно i зни­кають несподівано, або проявляються з непередбачуваною інтенсивністю. Присутність випадкової похибки легко визначається при повторних вимiрах незмінної ФВ і проявляється у вигляді деякого розкиду результатів вимiрювань.

Головна особливість ВСП при вимірюванні є ii непередбачуваність від одного вимiрювання до iншого і не завжди можна встановити причину її виникнення. Тому величину ВСП характеризують показом закону розподілу її ймовірності, або показом параметрів цього закону, розроблених в теоріях ймовірності та математичної статистики.

Б) Однією із різновидностей ВСП є промах – надмірна ВСП. Промах, або груба похибка – це похибка окремого результату вимірювань (РВ), яке входить в ряд вимірювань, що за даних умов різко відрізняється від інших РВ цього ряду. Основне джерело їх виникнення – це різкі зміни умов проведення вимірювань або похибка оператора (різка зміна напруги живлення мережі, неправильний відлік по шкалі приладу або його запис). При одноразових вимірюваннях визначити промах неможливо. Для зменшення його появи проводять 2-х – 3-х разові вимірювання, а за результат приймають середнє значення. При багаторазових вимірюваннях для визначення промахів використовуються статистичні критерії. Промахи не враховуються при обробці результатів вимiрювань.

В) Під систематичною складовою похибки (ССП) Δ _cрозуміється складова загальної похибки, яка залишається постійною або закономірно змінюється при повторних вимiрах однієї i тiє ж фізичної величини.

До чинників першого виду, якi обумовлюють появу систематичних похибок належать: 1) неправильне градуювання ЗВ; 2) змiщення нуля ЗВ (приладу). Коли налаштовують ЗВ, то кажуть, що його " налаштували на нуль". У процесi роботи ЗВ це налаштування пос­тупово збивається, тобто, з’являється похибка, яка закономiрно змiнюється в часi i яку часто називають ще функціональною, так як її зміну в часi можна записати у вигляді математичної функції.

Прикладом систематичної похибки є похибка термоелектричного термометра, що закономірно змінюється внаслідок зміни температури вільних кінців термопари. Прикладом другого виду систематичних похибок – є більшість додаткових похибок, які є незмінними в часі функціями різних факторів (температури навколишнього середовища, напруги живлення, вологості і т. п..

У процесі вимірювання значення фізичної величини, з урахуванням дii багатьох чинників проявляються одночасно обидві складові абсолютної похибки Δ вимірювання: як випадкова ВСП (Δ в) так i систематична ССП (Δ c). Випадкова похибка характеризує відхилення окремого результату вимірювання від певного центра її групування, а систематична – характеризує зміщення цього центру відносно істинного значення вимірюваної величини.

У загальному випадку абсолютна похибка Δ вимірювань – є випадковою функцією часу i не можна сказати, яке значення вона матиме в певний момент часу. Можна лише говорити про ймовірність появи її значення в тому чи іншому інтервалі.

Г) По закономірності прояву розрізняють також прогресуючі (дрейфові) похибки - це складові похибки, якi повільно (поступово) змінюються в часi i визиваються як правило старінням деталей ЗВ. Особливість - вони можуть бути скориговані введенням поправки, але тільки на деякий час, а потім вони знову монотонно зростають. Чим менше необхідне значення прогресуючої похибки, тим частіше необхідно проводити її корекцію.