Реферат
на тему:
Похибки вимірювань
При вимірюванні фізичних величин слід чітко розмежувати два поняття: істинні значення фізичних величин та результати їх вимірювань.
Істинне значення фізичної величини — це значення, що ідеально відображає властивості об'єкта як у кількісному, так і в якісному відношеннях. Істинні значення не залежать від засобів нашого пізнання і є абсолютною істиною, до якої наближається спостерігач, намагаючись виразити її як числове значення.
Похибка результатів вимірювання — це число, що показує можливі межі невизначеності значення вимірюваної величини.
Результат вимірювання є продуктом пізнання спостерігача і є приблизною оцінкою значення шуканої величини. Результати залежать від методів вимірювання, технічних засобів, властивостей органів чуття спостерігача, зовнішнього середовища й самих фізичних величин. Різниця Д між результатом вимірювання X та істинним значенням шуканої величини Q називається абсолютною похибкою вимірювання:
Δ = X-Q. (1)
Проте, оскільки істинне значення Q шуканої фізичної величини невідоме, невідомі й похибки вимірювання. Тому Для одержання хоча б приблизних відомостей про них у формулу (1) замість істинного значення підставляють так зване дійсне Ад. Під останнім слід розуміти значення фізичної величини, знайдене експериментально, яке настільки наближається до істинного, що його можна використовувати у вимірюванні замість істинного. Замість дійсних значень використовують розрахункові значення, обчислені за формулами, покази еталонів, зразкових приладів і точніших технічних засобів вимірювання.
Причини виникнення похибок: недосконалість методів вимірювання, технічних засобів, органів чуттів спостерігача, зміна умов проведення експерименту. Зміна умов проведення досліджень може впливати на фізичну величину, технічні засоби і самого спостерігача.
Кожна із наведених причин виникнення похибок є зумовлена багатьма чинниками, під впливом яких формується загальна похибка вимірювання. їх можна об'єднати у дві великі групи.
1. Чинники, що з'являються нерегулярно і зникають несподівано або проявляються з непередбачуваною інтенсивністю. До них належать: перекоси елементів приладів за їх напрямними, нерегулярні зміни моментів в опорах, зміна зовнішніх умов та умов навколишнього середовища, послаблення уваги спостерігача тощо. Складова сумарної похибки, яка виникає під впливом цих чинників, називається випадковою похибкою вимірювань. її основна особливість полягає у тому, що вона змінюється випадково при повторних визначеннях однієї й тієї самої величини. Крім того, не завжди можна встановити причину виникнення випадкових похибок та передбачити їх інтенсивність.
При розробці нових засобів вимірювання інтенсивність появи більшості чинників цієї групи вдається виявити і звести до загального рівня, так що вони більш-менш однаково впливають на формування випадкової похибки. Проте деякі з них можуть проявлятися надпосильно (наприклад, зміна напруги у мережі електроживлення) і призводити до того, що похибка перевищуватиме допустимі межі. Такі похибки у складі випадкових називаються грубими. До них слід віднести і похибки з вини спостерігача: зумовлені його станом, правильність за шкалою, точність записів результатів вимірювань.
2. Чинники постійні або такі, що закономірно змінюються у процесі вимірювання фізичної величини. До них належать методичні похибки, зміщення стрілки приладу та недосконалість елементів (пружних) засобу вимірювання.
Складові сумарної похибки, що виникають під дією чинників другої групи, називаються систематичними похибками вимірювання. їх особливість полягає в тому, що вони або постійні за величиною, або ж закономірно змінюються при повторних вимірюваннях однієї й тієї самої величини. Таким чином, у процесі визначення фізичної величини, з урахуванням дії багатьох чинників проявляються як випадкові δ, так і систематичні θ похибки вимірювань:
Δ=δ+θ. (2)
Для одержання точних результатів вимірювань, які б мінімально відрізнялися від істинного значення Q, необхідні численні вимірювання із наступним математичним опрацюванням експериментальних даних. Тому найбільше значення має вивчення похибок як функції номера спостережень або ж функції часу Δ(t). Тоді окремі значення похибок можна розглядати як значення цієї функції для окремих (вибірок) спостережень:
Δ1 = Δ(t1); Δ2 = Δ(t2) ... Δn = Δ(tn). (3)
У загальному випадку похибка є випадковою функцією часу і не можна сказати, яке значення вона матиме у певний момент часу. Можна лише говорити про ймовірність появи її значення у тому чи іншому інтервалі.
Систематичні похибки 9 зазвичай визначаються і виключаються із результатів вимірювання і називаються відкоригованими результатами -вимірювань. Випадкова похибка при цьому дорівнює різниці між відкоригованим результатом вимірювання та істинним або ж дійсним значенням шуканої величини:
δ=-Q; δ=-АД. (4)
При виключенні систематичної похибки вимірювана величина складається із коригованого значення результату вимірювання і випадкової похибки δ, а сама вимірювана величина А стає випадковою величиною: А = ± δ .
Список використаної літератури
В.Д.Цюцюра, С.В.Цюцюра. Метрологія та основи вимірювань. Навч. посібн., К., "Знання -Прес", 2003
Другие работы по теме:
Побудова амперметру та вольтметру Методи вимірювання фазового зсуву
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Контрольна робота Варіант 11 2010 1. Задача №1 1.1 Умова Для вимірювання напруги U та струму I в колі постійного струму за допомогою приладу класу точності з номінальним струмом Iон (або номінальною напругою Uон) та внутрішнім опором Rо (табл. 1.1) необхідно:
Дослідне вивчення властивостей математичного маятника
Математичний маятник та матеріальна точка. Перевірка справедливості формули періоду коливань математичного маятника для різних довжин маятника і різних кутів відхилення від положення рівноваги. Механічні гармонічні коливання та умови їх виникнення.
Вимірювання на мережі SDH в цілому
Функціональні тести системи передачі – задача трасування маршруту і методи аналізу трас. Організація трасування маршруту. Аналіз повідомлень про несправності – принципи логічного тестування, стресовий аналіз.Трасування параметрів заголовків рівнів.
Загальні поняття про еталони. Класифікація еталонів
Реферат на тему: Загальні поняття про еталони. Класифікація еталонів 1. Загальні поняття про еталони Для забезпечення єдності вимірювань необхідна чітка тотожність одиниць, в яких були б проградуйовані усі засоби технічних вимірювань однієї й тієї самої фізичної величини. Це досягається шляхом точного відтворення та збереження прийнятих на Міжнародній конференції з мір і ваги одиниць фізичних величин і передачі їх розмірів засобам вимірювань.
Моменти випадкових похибок
Реферат на тему: Моменти випадкових похибок Функція розподілу результатів вимірювань чи похибок є універсальним способом опису розміщення випадкових похибок навколо істинного значення. Проте для визначення функцій розподілу необхідно виконати досить копітке наукове дослідження і складні обчислення.
Керування точністю обробки
Керування точністю процесу обробки заготовок за вихідними даними. Керування пружними переміщеннями елементів технологічної системи для усунення систематичних та змінних систематичних похибок, які викликають похибки геометричної форми заготовок.
Вимірювання лінійних та кутових розмірів
Інформаційний пошук, аналітичний огляд первинних вимірювальних перетворювачів для вимірювання неелектричних величин – геометричних розмірів. Характеристика основних методів вимірювання лінійних та кутових розмірів, що використовуються на сучасному етапі.
Основи метрології та вимірювальної техніки
Сутність процесу вимірювання. Класифікація, ознаки та методи вимірюваннь. Завдання, методи та послідовність обробки результатів прямих, опосередкованих, сукупних і сумісних вимірювань. Оцінювання випадкових похибок та практичне опрацювання результатів.
Метод скінчених різниць в обчислювальній математиці
Крайова задача для звичайного диференціального рівняння. Метод Рунге-Кутта, метод прогнозу і корекції та метод кінцевих різниць для розв’язання лінійних крайових задач. Реалізація пакетом Maple. Оцінка похибки й уточнення отриманих результатів.
Визначення емпіричних закономірностей
1.1 Задача про пошуки параметрів 2 1. Метод найменших квадратів 1.1 Задача про пошуки параметрів При експериментальному вивченні функціональної залежності однієї величини
Статистичні методи оцінки вимірів в експериментальних дослідженнях
Статистичні методи оцінки вимірів в експериментальних дослідженнях. Класифікація помилок вимірювання Вимірювання – це процес знаходження якої-небудь фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів; це пізнавальний процес порівняння величини чого-небудь з відомою величиною, прийнятою за одиницю (еталон).
Визначення емпіричних закономірностей
Метод найменших квадратів. Задача про пошуки параметрів. Означення метода найменших квадратів. Визначення параметрів функціональних залежностей. Вид нормальної системи Гауса. Побудова математичної моделі, використовуючи метод найменших квадратів.
Цифрові фазометри
У цифровій фазометрії найбільший розвиток і застосування знайшли цифрові час-імпульсні фазометри, цифрові фазометри з проміжним перетворенням фазового зсуву в постійну напругу та компенсаційні фазометри.
Основи теорії похибок вимірювань
Теорія похибок вимірювання. Джерела складових похибки. Ознаки розрізнення похибки вимірювання. Різновиди похибок вимірювань за джерелом виникнення, за закономірністю їх змінювання. Випадкова та систематична похибка. Кількісні характеристики похибок.
Оцінка результату і похибки прямих вимірювань
Темою даної роботи є прямі вимірювання, їхній результат та похибки. Дві головні особливості для прямих одноразових вимірювань. Як проводиться вибір методу вимірювання. Оцінка результату і похибки. Об’єднання результатів декількох серій спостережень.
Калібрування засобів вимірювальної техніки
Калібрування засобів вимірювальної техніки – це визначення в певних умовах або контроль метрологічних характеристик, на які не поширюється державний метрологічний нагляд. Акредитація на право здійснення. Законодавчі вимоги. Мета, завдання і зміст.
Виявлення грубих результатів вимірювань
Вимога однорідності вибірки, тобто приналежність усіх членів до однієї генеральної сукупності. Попередній перегляд результатів спостережень. Використовування статистичних критеріїв для виявлення грубих результатів вимірювань. Варіаційний ряд результатів.
Цифрові фазометри
Цифрові час-імпульсні фазометри. Фазометри миттєвих значень і середніх значень фазового зсуву. Режими і положення перемикачів. Дві складові похибки вимірювання фазових зсувів фазометрами миттєвих значень: часового інтервалу та періоду вхідних сигналів.
Систематична похибка опосередкованих вимірювань
Результат і похибка опосередкованих вимірювань при нелінійній залежності. Наведені формули обчислення абсолютних і відносних похибок. Оцінка результатів і похибок сумісних та сукупних вимірювань. Одержання довірчих інтервалів усіх вимірюваних величин.
Визначення динамічних похибок вимірювань
Характеристики точності та правильності вимірювань. Розв’язок диференціального рівняння другого порядку, що описує залежність вихідного сигналу засобу вимірювання від вхідного. Перехідна, імпульсна, амплітудно-частотна та фазочастотна характеристики.
Абсолютна та відносна похибка
Зв'язок між кількістю точних десяткових знаків і відносною похибкою наближеного числа. Визначення кількості точних знаків. Абсолютна похибка алгебраїчної суми декількох наближених чисел. Похибки арифметичних операцій різниці, добутку, частки та степеня.
Проектування блоку обробки сигналів
Розробка фільтру для обробки цифрових сигналів. Блок обробки реалізується на цифрових мікросхемах середньої ступені інтеграції. Аналіз вхідного сигналу, ідеального сигналу та шуму. Обґрунтування вибору фільтрів та алгоритму обробки вхідного сигналу.
Основи метрології і технічні вимірювання
Міністерство освіти України Коломийський політехнічний коледж Затверджено Заступник директора з навчальної роботи _____________ Крупа М.І. “___”___________2001 р.
Порядок проведення вимірювань
В Україні застосовуються одиниці вимірювань Міжнародної системи одиниць, прийнятої Генеральною конференцією з мір та ваг і рекомендованої Міжнародною організацією законодавчої метрології.