Сопоставление концепций погрешности и неопределенности измерений

неопределённости измерений и Концепции погрешности преследуют единую цель – количественно охарактеризовать итог измерения с позиций его точности. В обеих концепциях прослеживается единая схема неопределённости характеристик измерения и оценки погрешности: начиная с анализа измерительной уравнения и задачи измерения, обнаружения всех источников погрешности (неопределенности) результата измерения, введения поправок на все узнаваемые систематические эффекты (погрешности) и, наконец, оценивания черт составляющих погрешности (стандартных неопределенностей) и вычисление чёрта погрешности (неопределенности) результата измерения.

Ниже приводятся применяемые в этих концепциях оценки черт погрешности (неопределенности) измерения.

1. Для характеристики случайной погрешности употребляется среднееквадратическое отклонение (СКО): sи его оценка s для единичного измерения и для среднего арифметического в серии измерений.

В случае если нужно указание случайной погрешности с доверительной возможностью, большей, чем 68 %, то вычисляются доверительные границы случайной погрешности e по формуле:

где tq — коэффициент Стьюдента, что зависит от числа наблюдений и доверительной вероятности. неопределенность по типу А)

В концепции неопределенности употребляется неопределенность по типу А, определяемая как экспериментальное стандартное отклонение единичного измерения и экспериментальное стандартное отклонение среднего значения, определяемые, соответственно, по формулам, подобным для определения для и .

2. систематической погрешности и Границы (НСП) Qрезультата измерения вычисляют методом построения композиции границ неисключенных систематических погрешностей qi, обусловленных разными источниками (они трактуются как квазислучайные размеры). В предположении их равномерного распределения Qвычисляется по формуле:

где k– коэффициент, определяемый принятой доверительной возможностью. При доверительной возможности 0,95 он равен 1,1, при доверительной возможности 0,99 он равен 1,4. Доверительная возможность принимается той же, что и при вычислении конфиденциальных границ случайной погрешности результата измерения.

В концепции неопределенности измерений вычисляется стандартная неопределенность по типу В, примеры вычисления которой были рассмотрены выше.

3. Для выражения суммарной погрешности, учитывающим случайные погрешности и НСП, находится суммарная средняя квадратическая погрешность результата измерения Sa

В концепции неопределенности для данной цели употребляется суммарная стандартная неопределенность ис(у) определяется по вышеприведенным формулам.

4. Доверительные границы погрешности результата измерения Da (граница доверительного промежутка) находится методом построения композиции распределений случайных погрешностей и НСП по формулам раздела 4.6.7.

В концепции неопределенности измерений употребляется расширенная неопределенность, которая вычисляется методом умножения суммарной неопределенности на коэффициент охвата, находящийся в диапазоне от 2 до 3.

Так, возможно констатировать соответствие между погрешностями и неопределённостями на уровне количественных оценок. Так, для расширенной границы и неопределённости погрешности результата измерения их количественные оценки различаются только на погрешность оценивания погрешности. направляться наряду с этим подчернуть, что процедура определения коэффициента охвата, соответствующего коэффициенту ta в концепции погрешности формализована строже и более удобна для практике.

Но, интерпретация отмеченных количественных оценок разна в этих двух концепциях. Так, доверительные границы погрешности, отложенные от результата измерения, накрывают подлинное значение измеряемой величины с заданной доверительной возможностью. Тогда как подобный промежуток — расширенная неопределенность трактуется как промежуток, содержащий заданную долю распределения значений, каковые имели возможность бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине.

направляться подчернуть, что несомненным преимуществом концепции неопределенности измерений есть единый принцип применения стандартной неопределенности для всех составляющих погрешности, что привлекательно для применения на практике.

И, наконец, в «Управлении по выражению неопределенности измерений» оговаривается тот случай, в то время, когда все источники неопределенности учтены и количественно оценены, а измерительная задача корректно поставлена. При таких условиях неопределенность есть мерой вероятной погрешности. Такая обстановка именно и есть самый распространенной в метрологической практике. К примеру, при передаче размеров единиц физических размеров.

5.3 Применение концепции неопределенности

В связи с возникновением ряда и Руководства отечественных документов по применению неопределенности измерений, появляется вопрос, направляться ли всецело отказаться от концепции погрешности измерений и перейти на правила, изложенные в Управлении. Среди метрологов нет единого мнения в этом вопросе. Так, в упомянутом выше РМГ 43-2001 говориться, что концепцией неопределенности целесообразно пользоваться при проведении совместных работ с зарубежными государствами, при подготовке публикаций в зарубежной печати в при исполнения интернациональных метрологических работ.

Помимо этого, последовательность авторов предлагает для групп средств и тех видов измерений, каковые обеспечены поверочными схемами, восходящими к национальным эталонам, сохранить концепцию погрешности измерений. Это разъясняется тем, что величины, воспроизводимые эталонами, имеют наивысшую сейчас времени точность и воспринимаются как подлинные значения размеров.

Для тех же средств и видов измерений, каковые не обеспечены поверочными схемами и государственными эталонами, возможно применять концепцию неопределенности измерений и разрабатывать документацию в соответствии с Управлением.

Урок 3. Погрешность прямых измерений


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: