Измерений погрешности

При определении или контроле метрологических характеристик приборов должны проводиться все предусмотренные в эксплуатационной документации предварительные операции по подготовке к измерению — установка нуля, калибровка, учет поправок и т. п. Определение или контроль основной погрешности и погрешности в интервале влияющих факторов электроизмерительных приборов проводят обычно прямым измерением с использованием образцовых средств измерений, погрешность которых не должна превышать одной трети предела допустимой погрешности испытуемого прибора.

Диапазон измерений Погрешность измерений (минимальная), % Быстродействие, изм/с

Измерение включает в себя следующие элементы: физический объект (явление), свойство или состояние которогэ характеризует измеряемая величина; единицу этой величины; технические средства измерения, проградуированные в выбранных единицах; метод измерения; наблюдателя или устройство, регистрирующее результаты измерений; полученное значение измеряемом величины и оценку его отклонения от истинного значения, т. е. погрешность измерения.

Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Точность измерения — качество измерения, отражающее близость его результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям. Псгрешность измерения физической величины складывается из составляющих, обусловленных отличием реального объекта измерения от теоретической 'модели, положенной в основу метода измерения, погрешностями измерения величин, входящих в расчетную формулу, и погрешностями, вызванными условиями проведения измерений.

В соответствии с ГОСТ 19658—81 метод модуляции проводимости в точечном контакте используют для измерение времени жизни неравновесных носителей заряда в слитках монокристаллического кремния с удельным сопротивлением 5-10~'—5-1)2 Ом-см в следующих диапазонах: более 2,8 мкс — для кремния /5-типа, более 7,7 мкс — для кремния тг-типа. Измерительный зонд изготавливают для образцов р-типа из фосфористой бронзы, дл:1 образцов га-типа— из алюминия. Формовку контакта измерительного зонда осуществляют кратковременной подачей на измерительный зонд постоянного напряжения от источника с напряжением 300—400 В. Поверхность монокристалла шлифуют абразивным или алмазным порошком; при недостаточной инжекции допускается химическое травление. На боковой поверхности монокристалла создают омический контакт площадью не менее 1 см2 путем нанесения палладия, никеля, индий-галлиевой или алюминий-ггллиевой пасты. Длительность инжектирующего импульса тока выбирают в зависимости от марок образцов и ожидаемого значения времени жизни носителей заряда; при малых значениях времени жизни она составляет 50 мкс. При соблюдении всех требований к с )едствам измерения и вспомогательным устройствам, а также к условиям проведения измерений погрешность измерения времени жизни носителей заряда не превышает ±20%.

Естественно, что на выборе точности образцовых приборов должна сказываться и стоимость операции поверки. Причем повышение точности образцовый средств измерений повлечет за собой увеличение стоимости поверки. Брак поверки тоже имеет определенную стоимость. Следовательно, варьируя погрешностью образцовых средств, можно найти минимальные потери при поверке и этот вариант считать оптимальным. Существующий математический аппарат позволяет это сделать. Однако, к сожалению нельзя пока оценить объективно потери от применения средств измерений, погрешность которых выходит за установленные границы. Возникают сложности и в оценке законов распределения погрешностей, поскольку они могут изменяться во времени по весьма сложным законам [55].

Погрешности измерений. Погрешность измерения активной мощности в цепях трехфазного тока, как и в однофазных цепях, включает в себя погрешности ваттметров, погрешности коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов, угловую погрешность и погрешность метода, которая возникает из-за потребления энергии измерительными приборами.

При статистической обработке результатов испытаний необходимо своевременно оценить ошибку измерения и исключить их из дальнейшего рассмотрения. При этом иногда появляются резко выделяющиеся значения величин (выбросы), причинами которых могут быть изменения климатических условий в момент измерений, погрешность измерительных приборов, ошибки при снятии данных вследствие неумелого или небрежного испбльзования аппаратуры и т. д. Такие резко выделяющиеся результаты наблюдений квалифицируются как ошибки эксперимента и не должны учитываться при обработке результатов испытаний.

Погрешности измерений. Погрешность измерения активной мощности в цепях трехфазного тока, как и в однофазных цепях, включает в себя погрешности ваттметров, погрешности коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов, угловую погрешность и погрешность метода, которая возникает из-за потребления энергии измерительными приборами.

С целью расширения пределов измерения в промышленных приборах двойные мосты совмещаются с одинарными, обеспечивая широкие пределы измерений. Погрешность двойного моста зависит от пределов измерения: так, например, мост типа Р329 имеет классы точности, указанные в табл. 5.1.

Структурная схема измерений показана на 6.20. На схеме ваттметр PW1 поглощаемой мощности включен во вторичную цепь ответвителя WE2. Благодаря этому обеспечивается измерение более высоких уровней мощности по сравнению со случаем включения измерителя поглощаемой мощности вместо оконечной нагрузки в первичную цепь. Длительность импульса и частота по_-'вторения^определяется с помощью осциллографа PS1, на который подается видеосигнал. Составляющие погрешности измерений: погрешность измерения среднего значения мощности, которая составляет ± (4 ... 10) %; погрешность измерения длительности им-

Различают погрешности средств измерений в статическом и динамическом режимах их применения, а также статические и динамические составляющие погрешностей. Динамические составляющие погрешностей могут возникать не только в динамическом, но и в статическом режиме применения средств измерений (например, частотная погрешность).

В зависимости от условий применения средств измерений их погрешности подразделяются на основные и дополнительные. Основной погрешностью называется погрешность средств измерений в условиях, которые установлены нормативно-техническими документами как нормальные для данных средств измерений. Дополнительными погрешностями называют изменения погрешности средства измерений, вызванные отклонениями влияющих величин от нормальных значений или их выходом за пределы нормальных областей значений (к влияющим величинам относятся также и неинформативные параметры входных сигналов).

Абсолютные и относительные погрешности средств измерений определяются аналогично выражениям (1.1) и (1.2), а приведенная погрешность как

Из (3.4) видно, что приведенная погрешность представляет собой выражение абсолютной погрешности А (X) средства измерений в долях нормирующего значения XN. Следовательно, она безразмерна и выражается обычно в процентах, а ее понятие применимо только к средствам измерений.

Классификационные признаки погрешностей средств измерений применимы и для погрешностей измерений, к которым, в частности, относятся личные погрешности и погрешности метода измерений. Погрешности этих обеих групп также могут содержать систематические и случайные составляющие. Различают еще грубые погрешности и промахи.

Систематической погрешностью измерения называют составляющую погрешности измерения, которая при повторении равноточных измерений величины с неизменным размером остается постоянной или закономерно изменяется. Изменяющиеся систематические погрешности в зависимости от закона их изменения подразделяются на прогрессирующие (возрастающие или убывающие за время измерения), периодические (знак и значение периодически меняются) и изменяющиеся по сложному закону.

Случайной (центрированной) погрешностью измерения называют составляющую погрешности измерения, которая при повторении измерений изменяется случайным образом. Эти погрешности возникают вследствие случайных изменений свойств средств измерений, УСЛОВИЙ измерений и свойств органов чувств экспериментатора, но могут иметь также характер погрешностей метода (например, центрированная составляющая погрешности квантования). Случайность погрешностей может быть двух видов. Первый вид характерен для погрешностей, причины возникновения которых вовсе неизвестны либо известны по физической природе, но не поддаются контролю, как, например, термодинамические флуктуации. Случайность второго вида имеет субъективный характер, заключающийся в том, что погрешности, которые по сути являются детерминированными, трактуются экспериментатором как индетерминированные. Например, температурная погрешность, которую относят к случайным погрешностям, если ее зависимость от температуры неизвестна либо значение температуры не контролируется.

Поскольку погрешности измерений определяются на основании погрешностей средств измерений, они также могут быть описаны многочленной моделью, но уже в функции от результата измерений х. Как и погрешности средств измерений, погрешности измерений выражают в виде абсолютных либо относительных погрешностей, в том числе в процентах, но понятие приведенной погрешности к ним неприменимо.

Различают погрешности средств измерений в статическом и динамическом режимах их применения, а также статические и динамические составляющие погрешностей. Динамические составляющие погрешностей могут возникать не только в динамическом, но и в статическом режиме применения средств измерений (например, частотная погрешность).

В зависимости от условий применения средств измерений их погрешности подразделяются на основные и дополнительные. Основной погрешностью называется погрешность средств измерений в условиях, которые установлены нормативно-техническими документами как нормальные для данных средств измерений. Дополнительными погрешностями называют изменения погрешности средства измерений, вызванные отклонениями влияющих величин от нормальных значений или их выходом за пределы нормальных областей значений (к влияющим величинам относятся также и неинформативные параметры входных сигналов).

Абсолютные и относительные погрешности средств измерений определяются аналогично выражениям (1.1) и (1.2), а приведенная погрешность как