Что такое погрешность измерений

При измерении сложно найти истинное значение конкретного параметра. Даже если определение значения величины производится с помощью проверенных инструментов высокого качества, будет существовать погрешность измерений, которая численно станет равна отклонению истинного значения от такового, полученного экспериментальным путем. По своей сути она характеризует точность выполняемых измерений. Существует несколько видов данной величины.

Так, погрешность измерений может быть статическая и динамическая. В первом случае она рассчитывается при определении значений постоянных величин в таких условиях, при которых будут завершены переходные процессы в элементах приборов и преобразователей. Во втором случае параметр определяется в изменяющихся (динамических) условиях. Для средств измерения данная величина рассчитывается путем вычитания из погрешности средства измерения, определенной в динамических условиях статической погрешности, которая соответствует значению величины в конкретный момент времени.

Также погрешность измерений может носить систематический и случайный характер. В первом случае отклонение от истинного значения остается постоянным или закономерно изменяющимся при выполнении нескольких повторных измерений значения одного и того же параметра. Существует большое количество причин для появления данной составляющей. В самом общем случае данный вид погрешности является функцией:

• измеряемой величины;
• величин, оказывающих влияние на значение измеряемого параметра (сюда чаще всего относится температура, влажность, напряжение и другие факторы);
• времени.

Систематическая погрешность не изменяется по модулю и знаку в случае проведения нескольких параллельных опытов. Она зависит от ряда факторов:

1. Неточность инструментов, которая проявляется в отклонении параметров средств измерений от номинальных свойств. За счет этого образуется инструментальная ошибка измерения, которая рассчитывается для каждого конкретного инструмента.

2. Несовершенство или ошибочность выбора метода проведения измерений: методическая погрешность.

3. Человеческий фактор, то есть субъективная погрешность.

4. Влияние неких факторов из внешней среды.

Случайная составляющая возникает в результате совместного действия ряда причин, которые появляются случайным образом при каждом конкретном измерении, например, в результате пульсации постоянного питающего напряжения. Поэтому проявление данной составляющей сложно предвидеть, а потому и исключить. Чтобы минимизировать влияние случайной погрешности на конечный результат измерения, выполняется несколько подходов, по результатам которых определяется среднее значение искомого параметра.

Погрешность зависит от способа определения искомой величины. Погрешность прямых измерений определяется не так, как косвенных. В первом случае значение какой-то величины находится непосредственно в процессе измерения, то есть напрямую, а затем по известной формуле рассчитывают отклонение. Во втором случае опытным путем определяется некий параметр, зная который, можно вычислить искомое значение. Только после этого может быть рассчитана погрешность косвенных измерений.

Стоит также отметить, что она может представляться в различной форме. В частности выделяют абсолютную, относительную и приведенную. В первом случае находится разность номинального и действительного значения измеряемой величины. Во втором – отношение абсолютной погрешности и истинного значения. Приведенная погрешность измерений определяется путем деления абсолютной на значение величины, которое условно принято как постоянное для конкретного интервала измерений. Какую форму представления выберете вы, будет зависеть от конкретного эксперимента.