3.5 Обнаружение и исключение грубых погрешностей
Грубыми погрешностями или промахами называются погрешности значительно выходящие (превышающие) из общего массива данных.
При НЗРСВ часто используется правило
3
,
суть которого заключается в том, что
погрешности, превышающие значение СКО
в 3 раза, считаются грубыми (промахами)
и исключаются из расчета, после этого
пересчитывают СКО.
При необходимости оценки грубости погрешности с помощью доверительной вероятности (α) используют табличные данные для нормализованных величин:
(3.19)
Таблица 3.4
|
n |
| ||
|
0,9 |
0,93 |
0,99 | |
|
3
5 7 |
1,412
1,869 |
1,414
1,917 |
1,414
1,972 |
На практике параметры распределения определяют математической обработкой ограниченного числа результатов наблюдений, называемой выборкой, например, результаты измерений в одной точке шкалы.
Множество результатов наблюдений, из которого производится выборка, называется генеральной совокупностью результатов наблюдений.
3.6 Обнаружение и исключение систематических погрешностей
Статистическая обработка результатов многократных наблюдений не позволяет обнаружить систематическую составляющую погрешности (если она неизменна во времени), но для определения СКО (дисперсии) можно использовать неисправленные результаты измерений.
,
(3.20)
где
-
поправка,
-
систематическая погрешность.
Необходимо учитывать максимально возможное число дестабилизирующих факторов, влияющие на результат измерений, путем введения соответствующих поправок, т.е., измеряя значения влияющей величины по известным формулам и графикам, вычисляют значения поправок. При этом нужно учитывать, что влияющие величины измеряются также с погрешностями, но это приводит к возрастанию суммарной случайной составляющей погрешности и увеличению результирующего СКО. Поэтому необходимо ввести ограничение, обеспечивающее повышение точности измерений в результате введения поправок, т.е. чтобы положительный эффект за счет снижения систематической составляющей полной погрешности не был скомпенсирован увеличением неопределенности за счет возрастания случайной составляющей погрешности.
При известных знаках систематических погрешностей суммарная поправка соответствует средней систематической погрешности измерений:
(3.21)
где
-
неисправленный результат;
-
исправленный результат;
(
)
- систематическая погрешность;
-поправка.
Систематическая погрешность может быть
установлена, например, при проведении
поверок СИ. Разность между средним
арифметическим и показанием эталонного
средства измерения есть систематическая
погрешность. Для обнаружения
можно
также производить замену блоков в
устройствах, условия проведения
эксперимента и т.п. Значения поправок
могут приводиться в виде таблиц, графиков,
формул. Они могут быть аддитивными и
мультипликативными.
Число поправок может быть большим, а степень их достоверности ограничена, что в тоге приведет к увеличению дисперсии результата измерений:
,
-
результат измерений после введения
поправки,
,
(3.22)
-
дисперсии результатов измерений и
поправок.
Поэтому нужно определить разумную
границу значений поправок учитываемых
значений поправок.
,
,
,
(3.23)
Рисунок 3.6
Известно, что если (х) мало, то
,
поэтому:
,
,
,
(3.24)
Таким образом, можно сделать вывод о том, что поправку целесообразно учитывать, если она больше половины её доверительной погрешности.
Если дисперсия поправок незначительная, то нужно учитывать максимально возможное число поправок.
Рекомендуемые правила при округлении результатов измерений
Числовое значение результата измерения представляется так, чтобы оно оканчивалось десятичным знаком того же разряда, какой имеет погрешность этого результата.
Метрологическая служба, ее структура и функции
Под метрологическим обеспечениемизмерений понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.
Понятие «метрологическое обеспечение» применяется, как правило, по отношению к измерениям, испытанию и контролю в целом. В то же время допускается использование понятия метрологическое обеспечение (МО) технологического производства.
При этом МО может включать в себя различные этапы технологических процессов, например:
· установление рациональной номенклатуры измеряемых параметрови оптимальных норм точности измерений;
· технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля;
· стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольно-измерительной техники;
· разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения измерений, испытаний, контроля;
· поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольно-измерительного и испытательного оборудования;
· контроль за производством, состоянием и использованием КИА;
· разработка и внедрение стандарта предприятия;
· внедрение международных и отраслевых стандартов;
· проведение метрологической экспертизы проектов;
· проведение анализа состояния измерений и т.п.
МО имеет четыре основы: научную, организационную, нормативную, и техническую.
Организационной основой метрологического обеспечения является метрологическая служба РФ, основным ее звеном является государственная метрологическая служба (ГМС), возглавляемая госкомитетом по стандартам (Госстандартом).
Госстандарт руководит разработкой научно-методических, технико-экономических, правовых и организационных основ метрологического обеспечения.
В областях, где надзор и контроль не применяются, используются правила и положения, введенные положением Российской системы калибровки.
Научно-технические проблемы метрологического обеспечения решаются в метрологических НИИ, организационные проблемы (практическая метрология) решаются в основном территориальными организациями Госстандарта.
Метрологическая деятельность в РФ основывается на конституционной норме (ст.71). В развитие этой конституционной нормы приняты законы «Об обеспечении единства измерений» и «О стандартизации», детализирующие основы метрологической деятельности. Эти законы создали правовую базу для внесения существенных новшеств, обусловивших новый этап развития метрологии, который характеризуется переходом от административного принципа управления метрологической деятельностью к закононодательной. Появляются коммерческие метрологические службы.
Целями закона «Об обеспечении единства измерений», принятого в 1993 году, являются:
· установление правовых основ обеспечения единства измерений;
· регулирование отношений государственных органов управления с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, ремонта, продажи и импорта средств измерений;
· защита прав и законных интересов граждан, правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;
· гармонизация российской системы измерений с мировой практикой и др.
Положения законы расширены Государственной системой обеспечения единства измерений(ГСИ), представляющих собой комплекс нормативных документов межрегионального и межотраслевого уровней, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижение и поддержание единства измерений в стране, утверждаемых Госстандартом.
Основными объектами ГСИ являются:
единицы ФВ;
государственные эталоны и поверочные схемы;
методы и средства поверки СИ;
номенклатура и способы нормирования метрологических характеристик СИ;
нормы точности измерений;
способы выражения и формы представления результатов и показателей точности измерений;
методики выполнения измерений;
требования к стандартным образцам свойств веществ и материалов;
организация и порядок проведения гос. испытаний СИ, поверки и метрологической аттестации СИ, их калибровки и т.п.
Текущая метрологическая деятельность регламентируется постановлениями Правительства РФ. Это различные постановления и положения. Например: о порядке создания и правилах пользования федеральным фондом государственных стандартов; о государственных научных метрологических центрах и т.п.
Для реализации положений законов и постановлений правительства разрабатываются и принимаются подзаконные акты – нормативные документы. Это документы, устанавливающие правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности в области МО.
К нормативным документам по метрологии, действующим на территории РФ, относятся следующие:
Стандарт– нормативный документ по стандартизации. Стандарты делятся на ряд видов:
государственный;
национальный;
межгосударственный (ГОСТ);
региональный;
международный;
отраслевой (ОСТ);
предприятия (СТП);
научно- технических, инженерных обществ и других общественных объединений.
Важной задачей на современном этапе является гармонизация российских стандартов с международными.
Технические условия(ТУ) – нормативный документ, устанавливающий технические требования, которым должна удовлетворять продукция. Утверждаются предприятием – разработчиком по согласованию с предприятием – заказчиком.
(ПР) Правила по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации, представляют собой нормативные документы, устанавливающие обязательный для применения положения , методы выполнения работ.
Рекомендации (Р) по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации являются нормативными докуметами, содержащими рекомендуемые правила для выполнения работ.
Методические инструкции (МИ) и руководящие документы (РД) являются нормативными документами методического содержания.
Регламент- документ, содержащий обязательные правовые нормы. Технический регламент содержит технические требования.