2.4 За характером зміни

За закономірністю проявлення похибки вимірювання поділяються на систематичні та випадкові.

Систематична похибка-це складова загальної похибки вимірювання, яка залишається незмінною або закономірно змінюється з повторними вимірюваннями однієї і тієї ж величини і в однакових умовах. Щоб зменшити цю похибку, не рекомендується вимикати живлення приладів під час короткотермінових перерв у роботі, тривалий час прогрівати прилади перед початком роботи. Основним способом зменшення систематичної похибки є усунення причини її виникнення. Наприклад, похибка від дії зовнішніх магнітних полів зменшується, якщо усунути магнітне поле із зони чутливості пристрою.

Випадковою називають похибку, яка змінюється непередбачувано, нерегулярно, хаотично, випадковим чином під час повторних вимірювань однієї і тієї самої величини в однакових умовах. Випадкові похибки виникають через велику кількість причин, які діють незалежно одна від одної. Це призводить до того, що результати окремих спостережень відрізняються один від одного, причому ці зміни відбуваються без будь-якої закономірності.

2.5 За умовами вимірювання

Похибки вимірювань залежать від умов, за яких виконується вимірювання. Нормальні умови вимірювання визначаються тим, що чинники, які впливають на результат вимірювання, наприклад тиск, температура, вологість повітря та інші, знаходяться в певних межах (температура 20+5С), що регламентується відповідними документами.

Основною похибкою називається похибка таких вимірювань, що проводяться за нормальних умов. Коли умови виходять за межі нормальних, то внаслідок впливу негативних чинників на процес вимірювання з’являється додаткова похибка.

2.6 За режимом вимірювання

Вимірювальні перетворювачі і засоби вимірювання в цілому можуть працювати у статичному і динамічному режимах. У природі всі величини змінюються з тією чи іншою швидкістю, реальні вимірювальні пристрої внаслідок інерції також не миттєво реагують на вхідні сигнали, тому статичним режимом реального вимірювального пристрою слід вважати такий режим, коли інерційними властивостями пристроїв можна знехтувати порівняно з швидкістю зміни вхідного вимірювального сигналу. Отже, статичним режимом є режим вимірювання сталої величини. Насправді ж стала величина це тільки зручна математична модель, яка застосовується для математичного аналізу.

Динамічним режимом роботи засобу вимірювання вважається режим роботи в якому динамічні характеристики пристроїв зумовлені інерційністю істотно впливають на результат вимірювання. Динамічними характеристиками вимірювальних пристроїв вважаються характеристики які визначають здатність пристрою швидко реагувати на вхідний вимірювальний сигнал і залежать від інерційних властивостей пристрою.

3. . Підвищення точності засобів вимірювання

Точність — одна з найважливіших характеристик засобів вимірювання, тому підвищення точності, тобто зменшення похибок, є одним з основних завдань для удосконалення засобів вимірювання. Методи підвищення точності засобів вимірювання можна поділити на дві гру­пи: методи запобігання виникненню похибки; методи зменшення вже існуючої похибки.

Розглянемо найпоширеніші методи підвищення точ­ності засобів вимірювання.

3.1 Запобіжно-захисні методи полягають у засто­суванні конструкцій, вузлів і пристроїв вищої якості з більш стабільними характеристиками. Прикладом може бути застосування манганінових резисторів з малими температурними коефіцієнтами (для зменшення темпера­турної похибки); застосування польових транзисторів з високим вхідним опором на вході вимірювальних підси­лювачів (для зменшення похибки взаємодії) тощо,

3.2 Конструктивно-технологічні методи мають за мету зменшити вплив зовнішніх чинників на результат вимірювання.

Щоб зменшити температурну похибку, необхідно по­ліпшувати температурний режим як всієї конструкції в цілому, так і елементів, які розсіюють найбільшу по­тужність. Для зменшення перегріву потужних елементів застосовують радіатори, які для збільшення ефекту вино­сять на задню стінку приладів. Крім того, елементи, що сильно нагріваються, ізолюють тепловими екранами і виносять у верхню частину конструкції. Для поліпшення вентиляції корпусу приладів застосовують вентилятори.

Останнім часом для поліпшення теплового режиму окре­мих особливо важливих мікросхем, наприклад проце­сорів, застосовують малогабаритні вентилятори: Ще одним методом зменшення температурної похибки є за­стосування термостатів.

Від шкідливого впливу наводок і завад застосовують екрани. Наводки від мережі живлення і пульсації її напруги значно впливають на пристрої з високою чут­ливістю. Щоб зменшити вплив таких чинників, застосову­ють фільтрацію і гальванічне розмежування електричних кіл живлення і сигнальних за допомогою оптоелектронних пристроїв.

3.3 Метод параметричної стабілізації полягає у стабілізації параметрів засобів вимірювання або окремих елементів за допомогою відповідних елементів компенсації. На прак­тиці здебільшого застосовують температурну компен­сацію. Наприклад, для зменшення температурної неста­більності ємності конденсатор замінюють двома паралель­но або послідовно з'єднаними конденсаторами з такою самою еквівалентною ємністю, але з температурними ко­ефіцієнтами ємності різних знаків. Відповідним добором ємностей можна досягти незначної залежності еквівалент­ної ємності від температури.

3.4 Метод нелінійного зворотного зв'язку. Первинні вимі­рювальні перетворювачі у багатьох випадках мають нелі­нійну характеристику. Однак залежність результату вимірювання від вимірюваної величини, тобто характе­ристика вимірювального приладу, завжди має бути лінійна. Для лінеаризації нелінійних характеристик вимірювальних перетворювачів часто застосовується нелінійний зворотний зв'язок, яким охоплюють підсилю­вач з великим коефіцієнтом підсилення К.

3.5 Метод зразкових мір ґрунтується на послідовних ви­мірюваннях вимірюваної величини і однорідних з нею зразкових величин. Спочатку за допомогою комутатора до засобу вимірювання приєднують вимірювану вели­чину х і в пам'ять заноситься результат вимірюван­ня у_о. Далі за командою послідовно вмикають зразкові сигнали х₁ та х₂ близькі до х, і фіксують результати вимірювань у₁ та у₂. Вимірювану величину визначають за формулою

3.6 У тестовому методі на вхід засобу вимірювання подають сигнали, які функціонально пов'язані з вимірюваною ве­личиною та із зразковими величинами. Спочатку на вхід засобу вимірювання подається вимірювана величина х і фіксується результат вимірювання у_о. Далі за допомогою пристрою формування тестів формуються тестові сигнали А₁(х) і А₂(х), які функціонально пов'язані з х. Для спро­щення процедури функції А₁(х) і А₂(х) вибирають лінійни­ми, наприклад мультиплікативну А₁(х)=Кх і адитивну А₂(х)=х+х₁ функції, де К — коефіцієнт, відомий з високою точністю; х₁ — зразковий сигнал, однорідний з вимірюва­ною величиною. Тестові сигнали А₁(х) і А₂(х) послідовно подають на вхід засобу вимірювання і фіксують в пам'яті результати вимірювань у₁ та y₂. Скоригований результат вимірювання обчислюється за формулою