Що таке похибка вимірювань

При вимірюванні складно знайти справжнє значення конкретного параметра. Навіть якщо визначення значення величини проводиться за допомогою перевірених інструментів високої якості, існуватиме похибку вимірювань, яка чисельно стане дорівнює відхиленню істинного значення від такого, отриманого експериментальним шляхом. За своєю суттю вона характеризує точність виконуваних вимірювань. Існує кілька видів цієї величини.

Так, похибка вимірювань може бути статична і динамічна. У першому випадку вона розраховується при визначенні значень постійних величин в таких умовах, при яких будуть завершені перехідні процеси в елементах приладів та перетворювачів. У другому випадку параметр визначається у змінюються (динамічних) умовах. Для засобів вимірювання дана величина розраховується шляхом вирахування з похибки засобу вимірювання, визначеної в динамічних умовах статичної похибки, яка відповідає значенню величини в конкретний момент часу.

Також похибка вимірювань може носити систематичний і випадковий характер. У першому випадку відхилення від істинного значення залишається постійним чи закономірно змінюються при виконанні декількох повторних вимірів значення одного і того ж параметра. Існує велика кількість причин для появи даної складової. У самому загальному випадку даний вид похибки є функцією:

• вимірюваної велічіни-
• величин, що впливають на значення вимірюваного параметра (сюди найчастіше відноситься температура, вологість, напруга та інші фактори) ;
• часу.

Систематична похибка не змінюється за модулем і знаку у разі проведення декількох паралельних дослідів. Вона залежить від ряду факторів:

1. Неточність інструментів, яка проявляється у відхиленні параметрів засобів вимірювань від номінальних властивостей. За рахунок цього утворюється інструментальна помилка вимірювання, яка розраховується для кожного конкретного інструменту.

2. Недосконалість або помилковість вибору методу проведення вимірювань: методична похибка.

3. Людський фактор, тобто суб'єктивна похибка.

4. Вплив деяких факторів із зовнішнього середовища.

Випадкова складова виникає в результаті спільної дії ряду причин, які з'являються випадковим чином при кожному конкретному вимірі, наприклад, в результаті пульсації постійного живлячої напруги. Тому прояв даної складової складно передбачити, а тому й виключити. Щоб мінімізувати вплив випадкової похибки на кінцевий результат вимірювання, виконується кілька підходів, за результатами яких визначається середнє значення шуканого параметра.

Похибка залежить від способу визначення шуканої величини. Похибка прямих вимірювань визначається не так, як непрямих. У першому випадку значення якоїсь величини знаходиться безпосередньо в процесі вимірювання, тобто безпосередньо, а потім за відомою формулою розраховують відхилення. У другому випадку дослідним шляхом визначається якийсь параметр, знаючи який, можна обчислити шукане значення. Тільки після цього може бути розрахована похибка непрямих вимірювань.

Варто також відзначити, що вона може представлятися в різній формі. Зокрема виділяють абсолютну, відносну і приведену. У першому випадку знаходиться різниця номінального і дійсного значення вимірюваної величини. У другому - відношення абсолютної похибки і істинного значення. Наведена похибка вимірювань визначається шляхом ділення абсолютної на значення величини, яке умовно прийнято як постійне для конкретного інтервалу вимірювань. Яку форму подання виберете ви, залежатиме від конкретного експерименту.