Погрешностью измерений называется: Погрешность измерений. Классификация

Метрология и стандартизация

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Реферат

  Метрология и стандартизация

  От 250 руб

• Контрольная работа

  Метрология и стандартизация

  От 250 руб

• Курсовая работа

  Метрология и стандартизация

  От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Метроло́гия — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология состоит из трёх основных разделов:

• Теоретическая или фундаментальная — рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).
• Прикладная — изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.
• Законодательная — устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Стандартиза́ция — деятельность по разработке, опубликованию и применению стандартов, по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости и качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии, единства измерений, экономии всех видов ресурсов, безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций, обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач.

За реализацию норм стандартизации отвечают органы стандартизации, наделенные законным правом руководить разработкой и утверждать нормативные документы и другие правила, придавая им статус стандартов.

В области промышленности стандартизация ведет к снижению себестоимости продукции, поскольку:

• позволяет экономить время и средства за счет применения уже разработанных типовых ситуаций и объектов;
• повышает надежность изделия или результатов расчетов, поскольку применяемые технические решения уже неоднократно проверены на практике;
• упрощает ремонт и обслуживание изделий, так как стандартные узлы и детали — взаимозаменяемые (при условии, что сборка осуществлялась без пригоночных операций).

На нашем сайте предоставлены учебные материалы для студентов, по метрологии и стандартизации. Суммарно около

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Расчет стоимостиГарантииОтзывы

Погрешности измерений | это… Что такое Погрешности измерений?

Погре́шность измере́ния — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. (Это отклонение принято называть ошибкой измерения. В ряде источников, например, в БСЭ, термины ошибка измерения и погрешность измерения используются как синонимы. ) Возможно лишь оценить величину этого отклонения, например, при помощи статистических методов. При этом за истинное значение принимается среднестатистическое значение, полученное при статистической обработке результатов серии измерений. Это полученное значение не является точным, а лишь наиболее вероятным. Поэтому в измерениях необходимо указывать, какова их точность. Для этого вместе с полученным результатом указывается погрешность измерений. Например, запись

T=2.8±0.1 c. означает, что истинное значение величины T лежит в интервале от 2.7 с. до 2.9 с. некоторой оговоренной вероятностью (см. доверительный интервал, доверительная вероятность, стандартная ошибка).

В 2006 году на международном уровне был принят новый документ, диктующий условия проведения измерений и установивший новые правила сличения государственных эталонов. Понятие «погрешность» стало устаревать, вместо него было введено понятие «неопределенность измерений».

Содержание 1 Определение погрешности 2 Классификация погрешностей 2. 1 По форме представления 2.2 По причине возникновения 2.3 По характеру проявления 2.4 По способу измерения 3 См. также 4 Литература

Определение погрешности

В зависимости от характеристик измеряемой величины для определения погрешности измерений используют различные методы.

• Метод Корнфельда, заключается в выборе доверительного интервала в пределах от минимального до максимального результата измерений, и погрешность как половина разности между максимальным и минимальным результатом измерения:

• Средняя квадратическая погрешность:

• Средняя квадратическая погрешность среднего арифметического:

Классификация погрешностей

По форме представления

• Абсолютная погрешность — ΔX является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины
  X_meas. При этом равенство:

ΔX = | X_true − X_meas | ,

где X_true — истинное значение, а X_meas — измеренное значение, должно выполняться с некоторой вероятностью близкой к 1. Если случайная величина X_meas распределена по нормальному закону, то, обычно, за абсолютную погрешность принимают её среднеквадратичное отклонение. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина.

• Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности к тому значению, которое принимается за истинное:

.

Относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах.

• Приведенная погрешность — относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Вычисляется по формуле

,

где X_n — нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:

— если шкала прибора односторонняя, т.е. нижний предел измерений равен нулю, то X_n определяется равным верхнему пределу измерений;
— если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.

Приведенная погрешность — безразмерная величина (может измеряться в процентах).

По причине возникновения

• Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора.
• Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.
• Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

В технике применяют приборы для измерения лишь с определенной заранее заданной точностью – основной погрешностью, допускаемой нормали в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.

Если прибор работает в условиях, отличных от нормальных, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной, установочная, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения, и т.п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20°С, за нормальное атмосферное давление 01,325 кПа.

Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими параметрами, влияющими на точность средств измерения; значение параметров установлено стандартами на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств, так как точность зависит также от метода измерений и условий их выполнения.

Измерительным приборам, пределы допускаемой основной погрешности которых заданы в виде приведенных основных (относительных) погрешностей, присваивают классы точности, выбираемые из ряда следующих чисел: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)*10n, где n = 1; 0; -1; -2 и т.д.

По характеру проявления

• Случайная погрешность — погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т.п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений (например, при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение в результате несовершенства процесса изготовления), с особенностями самой измеряемой величины (например при измерении количества элементарных частиц, проходящих в минуту через счётчик Гейгера).
• Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определенному закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т.п.), неучтёнными экспериментатором.
• Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.
• Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора, если произошло замыкание в электрической цепи).

По способу измерения

• Погрешность прямых измерений
• Погрешность косвенных измерений — погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины:

Если F = F(x₁,x₂…x_n), где x_i — непосредственно измеряемые независимые величины, имеющие погрешность Δx_i, тогда:

См.

также

• Измерение физических величин
• Класс точности
• Метрология
• Система автоматизированного сбора данных со счетчиков по радиоканалу
• Методы электроаналитической химии

Литература

• Назаров Н. Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. М.: Высшая школа, 2002. 348 с.

• Лабораторные занятия по физике. Учебное пособие/Гольдин Л. Л., Игошин Ф. Ф., Козел С. М. и др.; под ред. Гольдина Л. Л. — М.: Наука. Главная редакция физико-математичекой литературы, 1983. — 704 с.

типов ошибок измерения | Dietary Assessment Primer

На инструменты самоотчета о диетической оценке влияют два основных типа ошибок — систематические и случайные ([термин из глоссария:] случайная ошибка внутри человека), которые необходимо понимать и устранять, чтобы избежать вводящих в заблуждение результатов.

Систематическая ошибка

[термин из глоссария:] Систематическая ошибка (также известная как [термин из глоссария:] смещение) — это тип ошибки, который приводит к тому, что измерения постоянно отклоняются от истинного значения в одном и том же направлении (рис. 1). В отличие от случайной ошибки, данные, подверженные систематической ошибке, необъективны, и этот тип ошибки нельзя уменьшить или устранить повторными измерениями.

Основные элементы систематической ошибки включают:

• Систематическая ошибка, связанная с потреблением: Часть систематической ошибки, которая связана с истинным обычным потреблением или является его функцией. Примером этого является явление «сглаженного наклона», когда люди с более высоким истинным потреблением склонны занижать данные, а люди с более низким [термин из глоссария] истинным потреблением склонны завышать данные.
• Индивидуальная погрешность: разница между общей систематической ошибкой и погрешностью, связанной с потреблением. Это может быть связано с индивидуальными характеристиками, такими как социальная/культурная желательность, которая влияет на то, как конкретный человек сообщает о потреблении пищи.

Индивидуальная случайная ошибка

Индивидуальная случайная ошибка (также известная как ежедневная и внутриличностная вариация) среднее долгосрочное зарегистрированное потребление индивидуума, основанное на множественных введениях одного и того же прибора. Данные, затронутые только случайной ошибкой внутри человека (т. Е. Отсутствие систематической ошибки), не являются предвзятыми, но могут быть неточными.

То, что мы едим и пьем, меняется изо дня в день. Однако при оценке обычного потребления [термин глоссария:] ежедневные колебания считаются источником случайной ошибки внутри человека, даже если человек точно сообщает о своем потреблении за данный день (например, используя 24HR или запись еды). В дополнение к ежедневным колебаниям могут быть другие источники случайной изменчивости внутри человека, такие как ошибка измерения в конкретный день, которые влияют на сообщаемые данные о потреблении.

Рисунок 1 суммирует все компоненты ошибки измерения, иллюстрируя два типа систематической погрешности (связанной с потреблением и индивидуальной) и внутриличностной случайной ошибки.

Учет погрешности измерения при оценке обычного потребления пищи

Если [термин из глоссария:] случайная ошибка внутри человека является единственным типом ошибки в данных и если были проведены повторные измерения, усреднение по дням обеспечит лучшее приближение [термин из глоссария:] обычного пищевого потребления, чем однодневная норма (узнайте больше об обычном пищевом потреблении). В действительности, однако, исследователи обычно не имеют достаточных ресурсов для проведения повторных измерений достаточно часто, чтобы получить точную оценку обычного потребления для каждого человека в выборке [1]. Однако при наличии как минимум двух показателей по крайней мере для части выборки можно использовать статистическое моделирование для корректировки влияния [термин глоссария] ежедневных изменений, чтобы получить оценки обычного потребления для населения или подгруппы населения. (см. Влияние ошибки измерения).

В противоположность этому невозможно исправить [термин из глоссария] систематическую ошибку с помощью усреднения или статистического моделирования. В результате требуется [термин из глоссария:] эталонный инструмент (т. е. мера, которая, как предполагается, обеспечивает объективную оценку [термин из глоссария:] истинного потребления, например [термин из глоссария:] биомаркер восстановления). Это проблема для данных о потреблении пищи, потому что эталонные биомаркеры восстановления известны только для нескольких пищевых компонентов, а объективные справочные данные, полученные в результате наблюдений или исследований питания, как правило, непрактичны или неприемлемы для большинства исследований. В результате, с точки зрения сведения к минимуму ошибки измерения, предпочтительно использовать инструмент, который сводит к минимуму систематическую ошибку, и предпринимать шаги для устранения случайной ошибки внутри человека.

« Предыдущая (Ошибка измерения)Следующая (Влияние ошибки измерения) »

Неопределенности в измерениях — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

355

Все измерения имеют некоторую степень неопределенности независимо от точности и аккуратности. Это вызвано двумя факторами: ограниченностью измерительного прибора (систематическая ошибка) и мастерством экспериментатора, проводящего измерения (случайная ошибка).

Введение

Градуированная бюретка на рис. 1 содержит определенное количество измеряемой воды (с желтым красителем). Количество воды где-то между 19 мл и 20 мл в соответствии с отмеченными линиями. Проверяя, где находится дно мениска, ориентируясь на десять меньших линий, количество воды находится между 19.8 мл и 20 мл. Следующим шагом является оценка неопределенности между 19,8 мл и 20 мл. Делая приблизительное предположение, уровень меньше 20 мл, но больше 19,8 мл. Затем мы сообщаем, что измеренное количество составляет примерно 19,9 мл. Сам градуированный цилиндр может быть деформирован таким образом, что деления шкалы будут содержать неточности, дающие показания, немного отличающиеся от фактического объема присутствующей жидкости.

Рисунок 1 : Вид мениска в бюретке с окрашенной водой. «20,00 мл» — правильное измерение глубины. Щелкните здесь, чтобы получить более полное описание использования бюретки, включая правильное чтение. Рисунок использован с разрешения Википедии.

Систематическая и случайная ошибка

На приведенной ниже диаграмме показано различие между систематическими и случайными ошибками.

Рисунок 2: Систематические и случайные ошибки. Рисунок использован с разрешения Дэвида ДиБиасе (Penn State U).

Систематические ошибки: Когда мы используем инструменты, предназначенные для измерения, мы предполагаем, что они правильные и точные, однако измерительные инструменты не всегда правильные. На самом деле, у них есть ошибки, которые возникают естественным образом, называемые систематические ошибки . Систематические ошибки имеют тенденцию быть постоянными по величине и/или направлению. Если величина и направление ошибки известны, точность можно повысить с помощью аддитивных или пропорциональных поправок. Аддитивная коррекция включает добавление или вычитание постоянного поправочного коэффициента к каждому измерению; пропорциональная коррекция включает умножение измерений на константу.

Случайная ошибка s: Случайная ошибка, иногда называемая человеческим фактором, определяется навыками или способностью экспериментатора проводить эксперимент и считывать результаты научных измерений. Эти ошибки являются случайными, поскольку полученные результаты могут быть слишком высокими или низкими. Часто случайная ошибка определяет точность эксперимента или ограничивает точность. Например, если бы нам нужно было рассчитать время оборота постоянно вращающегося поворотного круга, случайной ошибкой было бы время реакции. Время нашей реакции будет варьироваться из-за задержки начала (недооценка фактического результата) или задержки остановки (переоценка фактического результата). В отличие от систематических ошибок случайные ошибки различаются по величине и направлению. Однако можно рассчитать среднее значение набора измеренных положений, и это среднее, вероятно, будет более точным, чем большинство измерений.

5. Поскольку Том должен полагаться на прибор для определения абсорбции, а он обеспечивает постоянно разные измерения, это пример систематической ошибки.
6. Большая часть отклонений во времени Клэр, вероятно, может быть связана со случайной ошибкой, такой как усталость после нескольких кругов, непостоянство в технике плавания, небольшое отклонение от времени при запуске и остановке секундомера или бесчисленное множество других мелких факторов, которые влияют на время круга. В гораздо меньшей степени сам секундомер может иметь ошибки в отсчете времени, приводящие к систематической ошибке.
7. Процентная ошибка исследователя составляет около 0,62%.
8. Это известно как ошибка множителя или коэффициента масштабирования.
9. Это называется смещением или ошибкой установки нуля.
10. Процентная ошибка Сьюзен составляет -7,62%. Эта процентная ошибка является отрицательной, поскольку измеренное значение падает на 90 070 ниже принятого значения на 90 073. В задаче 7 процентная ошибка была положительной, поскольку она была на 90 070 выше принятого значения на 90 073.
11. Сначала нужно взвесить сам стакан.