Что называется правильностью результатов измерений

РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

Понятие «результат измерений» также не имеет однозначного определения. Одни авторы считают, что результатом измерения является значение величины плюс оценка погрешности измерения, другие полагают, что результат измерения — это значение величины, найденное путем ее измерения. Последнее положение закреплено ГОСТ 16263-70. В международных словарях, толкования этого понятия близки друг другу и практически совпадают с определением, приведенным в ГОСТ 16263-70. Очевидно, при выборе определения данного понятия следует исходить из того, что на практике большинство измерений являются однократными, поэтому за их результат нередко принимается то значение величины, которое непосредственно снято с прибора, — без обработки и оценивания погрешности, так как в этом нет необходимости. Например, токарь, обрабатывая деталь, периодически, в целях контроля, выполняет однократные измерения какого-либо ее параметра при помощи штангенциркуля. На основании результатов этих измерений он принимает решение о дальнейшей обработке детали. Оператор в котельной, основываясь на показаниях манометра (в данном случае — это результаты измерений) и сравнивая их с заданными значениями давления, принимает решение о регулировании режима сгорания топлива. Из этого следует, что результатом измерения является именно значение величины, которое удалось получить при помощи того или иного средства измерений. Но это вовсе не означает, что погрешности результатов данного вида измерений неизвестны. Они регламентируются заранее (до выполнения измерений) выбором необходимых по точности средств измерений.

Примеры. Оператор снял показание щитового амперметра — 100 А, т. е. произвел отсчет. Этот отсчет и есть результат измерения R, т. е. R = отсчету.

При измерении длины отрезка I при помощи штрихового метра с микроскопами произведены два отсчета, соответствующие концам отрезка: О₁ = 11,1 мм и О₂ = 85,6 мм. Разность отсчетов О₂ — О₁ = 74,5 мм будет результатом измерения отрезка I, т. е. R = О₂ — О₁.

При измерении массы m вещества на весах выполнено пять равноточных измерений: m_1, m_2, m_3, m₄ и m₅ соответственно равных 5,5; 5,6; 5,5; 5,4 и 5,5 мг. В этом случае за результат многократного измерения принимают среднее арифметическое из пяти значений: m = 5,5 мг, т. е.

(1.1)

При неравноточных измерениях результатом многократного измерения является среднее взвешенное. В таком случае,

(1.2)

где a_i—значение величины, полученное из i-го измерения, входящего в ряд неравноточных измерений; p_i — вес і-го измерения данного ряда (определение веса измерений приведено ниже).

Часто в полученный результат измерений вводят поправки. В итоге значение величины до и после введения поправки будет различным. Это должно найти отражение в терминологии.

Неисправленный результат измерения (кратко — неисправленный результат) — значение физической величины, полученное при помощи средства измерений до введения поправок.

Исправленный результат измерения (кратко — исправленный результат) — значение физической величины, полученное при помощи средства измерений и уточненное путем введения в него необходимых поправок.

Автоматические средства измерений высокой точности, сопряженные с ЭВМ, выполняют измерения и обработку данных. Результатом обработки данных является исправленное значение величины и оценка его погрешности. Что считать результатом измерений в данном случае? Казалось бы, те данные, которые выдает автоматическое средство измерений, и есть результат измерений (значение величины плюс оценка погрешности). Однако это не так. Автоматическое средство измерений одновременно выдает исправленный результат измерений и оценку погрешности результата измерений.

Сходимость результатов измерений (кратко — сходимость измерений) — характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом, в одинаковых условиях.

1. Количественную оценку сходимости измерений можно произвести по разностям полученных значений величины или отсчетов показаний. Сходимость измерений двух групп многократных измерений может характеризоваться размахом, средней квадратической или средней арифметической погрешностью.

2. Сходимость результатов измерений может быть также получена по результатам одновременно выполненных измерений одной и той же величины однотипными средствами измерений.

Воспроизводимость результатов измерений (кратко — воспроизводимость измерений) — характеристика качества измерений, отражающая близость друг другу результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами и средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям (температура, давление, влажность и др.).

Примечание. Воспроизводимость измерений может характеризоваться средней квадратической погрешностью сравниваемых групп измерений.

Точность результата измерений (кратко — точность измерений) — характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата (чем меньше погрешность измерения, тем выше его точность).

Правильность результата измерений (кратко — правильность измерений) — характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.

Примечание. Стандартизованный термин «правильность измерений» в указанном значении не нашел широкого применения. Обычно применительно к конкретной измерительной задаче считают правильным тот результат измерения, погрешность которого не превышает установленного значения.

Среднее взвешенное значение (кратко — среднее взвешенное) — среднее значение величины, полученное на основании ряда неравноточных измерений с учетом весов отдельных результатов, принятых в обработку.

Вес результата измерений (кратко — вес измерений или вес, буквенное обозначение р) — положительное число, служащее оценкой доверия тому или иному отдельному результату измерения, входящему в ряд неравноточных измерений.

Измерительная информация (ИИ) — информация о значениях одной или нескольких физических величин.

1. Измерительная информация может быть представлена в различной форме (именованным числом, словами, в виде кода).

2. Кроме значения величины в ИИ могут включаться данные о погрешности измерений, числе, условиях измерений и другие данные.

Источник

5. Основные характеристики измерений

5. Основные характеристики измерений

Выделяют следующие основные характеристики измерений:

1) метод, которым проводятся измерения;

2) принцип измерений;

3) погрешность измерений;

4) точность измерений;

5) правильность измерений;

6) достоверность измерений.

Метод измерений – это способ или комплекс способов, посредством которых производится измерение данной величины, т. е. сравнение измеряемой величины с ее мерой согласно принятому принципу измерения.

Существует несколько критериев классификации методов измерений.

1. По способам получения искомого значения измеряемой величины выделяют:

1) прямой метод (осуществляется при помощи прямых, непосредственных измерений);

2. По приемам измерения выделяют:

1) контактный метод измерения;

2) бесконтактный метод измерения. Контактный метод измерения основан на непосредственном контакте какой—либо части измерительного прибора с измеряемым объектом.

При бесконтактном методе измерения измерительный прибор не контактирует непосредственно с измеряемым объектом.

3. По приемам сравнения величины с ее мерой выделяют:

1) метод непосредственной оценки;

2) метод сравнения с ее единицей.

Метод непосредственной оценки основан на применении измерительного прибора, показывающего значение измеряемой величины.

Метод сравнения с мерой основан на сравнении объекта измерения с его мерой.

Принцип измерений – это некое физическое явление или их комплекс, на которых базируется измерение. Например, измерение температуры основано на явлении расширения жидкости при ее нагревании (ртуть в термометре).

Погрешность измерения – это разность между результатом измерения величины и настоящим (действительным) значением этой величины. Погрешность, как правило, возникает из—за недостаточной точности средств и методов измерения или из—за невозможности обеспечить идентичные условия при многократных наблюдениях.

Точность измерений – это характеристика, выражающая степень соответствия результатов измерения настоящему значению измеряемой величины.

Количественно точность измерений равна величине относительной погрешности в минус первой степени, взятой по модулю.

Правильность измерения – это качественная характеристика измерения, которая определяется тем, насколько близка к нулю величина постоянной или фиксировано изменяющейся при многократных измерениях погрешности (систематическая погрешность). Данная характеристика зависит, как правило, от точности средств измерений.

Основная характеристика измерений – это достоверность измерений.

Достоверность измерений – это характеристика, определяющая степень доверия к полученным результатам измерений. По данной характеристике измерения делятся на достоверные и недостоверные. Достоверность измерений зависит того, известна ли вероятность отклонения результатов измерения от настоящего значения измеряемой величины. Если же достоверность измерений не определена, то результаты таких измерений, как правило, не используются. Достоверность измерений ограничена сверху погрешностью измерений.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРХНИХ СЛОЕВ СТРАТОСФЕРЫ ПО ДОКЛАДУ ГРИММИНГЕРА

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРХНИХ СЛОЕВ СТРАТОСФЕРЫ ПО ДОКЛАДУ

ПРИЛОЖЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВООРУЖЕНИЯ ФРЕГАТОВ ПРОТИВОКОРАБЕЛЬНЫЕ РАКЕТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ РОССИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВООРУЖЕНИЯ ФРЕГАТОВ ПРОТИВОКОРАБЕЛЬНЫЕ РАКЕТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ РОССИИ СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ ТТХ П-20 П-20М «УРАН» «УРАН-Э» «ЯХОНТ» CLUB-NФирма-разработчик Год принятия на вооружение МКБ «Радуга» 1960 (П-15) 1965 (П-15У) МКБ «Радуга»

3. Классификация измерений

3. Классификация измерений Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям.1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой

5. Основные характеристики измерений

5. Основные характеристики измерений Выделяют следующие основные характеристики измерений:1) метод, которым проводятся измерения;2) принцип измерений;3) погрешность измерений;4) точность измерений;5) правильность измерений;6) достоверность измерений.Метод измерений –

9. Средства измерений и их характеристики

9. Средства измерений и их характеристики В научной литературе средства технических измерений делят на три большие группы. Это: меры, калибры и универсальные средства измерения, к которым относятся измерительные приборы, контрольно—измерительные приборы (КИП), и

11. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование

11. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование Метрологические свойства средств измерения – это свойства, оказывающие непосредственное влияние на результаты проводимых этими средствами измерений и на погрешность этих

22. Правовые основы метрологического обеспечения. Основные положения Закона РФ «Об обеспечении единства измерений»

22. Правовые основы метрологического обеспечения. Основные положения Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» Единство измерений – это характеристика измерительного процесса, означающая, что результаты измерений выражаются в установленных и принятых в

2 Классификация измерений

2 Классификация измерений Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям.1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой

8. Средства измерений и их характеристики

8. Средства измерений и их характеристики В научной литературе средства технических измерений делят на три большие группы. Это: меры, калибры и универсальные средства измерения, к которым относятся измерительные приборы, контрольно-измерительные приборы (КИП), и

11.Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование

11.Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование Метрологические свойства средств измерения – это свойства, оказывающие непосредственное влияние на результаты проводимых этими средствами измерений и на погрешность этих

13. Погрешность измерений

13. Погрешность измерений В практике использования измерений очень важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения

22. Правовые основы метрологического обеспечения. Основные положения Закона РФ «Об обеспечении единства измерений»

22. Правовые основы метрологического обеспечения. Основные положения Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» был принят в 1993 г. До принятия данного Закона нормы в области метрологии не были регламентированы

5.6 Прослеживаемость измерений

5.6 Прослеживаемость измерений 5.6.1 Общие положения Все оборудование, используемое для проведения испытаний и/или калибровок, включая оборудование для дополнительных измерений (например окружающих условий), имеющее существенное влияние на точность и достоверность

2.1. Основные технические характеристики

2.1. Основные технические характеристики Технические характеристики приведены для импульсного преобразователя с максимальной мощностью 200 Вт (суммарная вторичная мощность по всем каналам). Параметры, представленные в данном разделе, являются стандартными для блоков ATX

3.1. Основные технические характеристики

3.1. Основные технические характеристики Источник питания подобного типа построен по схеме импульсного преобразователя напряжения с бестрансформаторным подключением к питающей сети. Он выполняет преобразование переменного сетевого напряжения в постоянные с

Конструкция и основные характеристики шины

Конструкция и основные характеристики шины Шина автомобиля состоит из шести основных частей: каркас, боковина, плечевая зона, протектор, брекер, борт.На грузовых автомобилях ГАЗ – 53А, ЗИЛ – 130 и т.д. устанавливают камерные шины, состоящие из покрышки, камеры с вентилем и

Источник

Критерии качества измерений

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.

Точность – это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответсвует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Напремер, если погрешность измерений равна 0,05%, то точность будет равна 1/0,0005 = 2000.

Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ.

Правильность измерений – качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.

Сходимость – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.

Воспроизводимость – это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину. Можно выделить слудующие группы причин возникновения погрешностей:

Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на резульат измерения. Анализ должен проводится в определенной последовательности.

Источник

Точность методов и результатов измерений

Терминология и требования к точности методов и результатов измерений регламентированы в комплексе из шести государственных стандартов РФ – ГОСТ Р ИСО 5725 под общим заголовком «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений», введенных в действие в 2002 году (далее Стандарт 5725). Стандарты ГОСТ Р ИСО являются переводом с английского языка международных стандартов ИСО 5725:1994.

Слово «метод» в Стандарте 5725 охватывает и собственно метод измерений и методику их выполнения и должно трактоваться в том или ином смысле (или в обоих смыслах) в зависимости от контекста. Поскольку Стандарт 5725 указывает, каким образом можно обеспечить необходимую точность измерения, в принципе становится возможным сравнивать по точности различные методы измерений, методики их выполнения, организации (лаборатории) и персонал (операторов), осуществляющих измерения.

Появление Стандарта 5725 было вызвано возрастанием роли рыночных стимулов к качественному выполнению измерений, данный стандарт даёт ответы на такие острые вопросы, как: что такое качество измерений и как его измерять; можно ли определить, насколько при измерении той или иной величины один метод (методика) совершеннее другого или одна испытательная организация лучше другой; в какой степени следует доверять измеренным и зафиксированным значениям; и т.п.

В отечественной метрологии погрешность результатов измерений, как правило, определяется сравнением результата измерений с истинным или действительным значением измеряемой величины.

Истинное значение – значение, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую величину.

Действительное значение – значение величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

В условиях отсутствия необходимых эталонов, обеспечивающих воспроизведение, хранение и передачу соответствующих значений величин, необходимых для определения погрешности (точности) результатов измерений, в отечественной и международной практике за действительное значение зачастую принимают общее среднее значение (математическое ожидание) заданной совокупности результатов измерений, выражаемое в отдельных случаях в условных единицах. Эта ситуация и отражена в термине «принятое опорное значение» и рекомендуется для использования в отечественной практике.

Понятие принятого опорного значения является более универсальным, чем понятие «действительное значение». Оно определяется не только как условно истинное значение измеряемой величины через теоретические константы и (или) эталоны, но и (в их отсутствии) как ее среднее значение по большому числу предварительно выполненных измерений в представительном множестве лабораторий. Таким образом, принятым опорным значением может быть как эталонное, так и среднее значение измеряемой характеристики.

Точность – степень близости результата измерений к принятому опорному значению.

В рамках обеспечения единства измерений вводится термин «правильность» – степень близости к принятому опорному значению среднего значения серии результатов измерений. Показателем правильности обычно является значение систематической погрешности.

Прежде термин «точность» распространялся лишь на одну составляющую, именуемую теперь правильностью. Однако стало очевидным, что он выражает суммарное отклонение результата от эталонного (опорного) значения, вызванное как случайными, так и систематическими причинами.

Прецизионность – степень близости друг к другу независимых результатов измерений, полученных в конкретных регламентированных условиях. Независимые результаты измерений (или испытаний) – результаты, полученные способом, на который не оказывает влияние никакой предшествующий результат, полученный при испытаниях того же самого или подобного объекта.

Необходимость рассмотрения «прецизионности» возникает из-за того, что измерения, выполняемые на предположительно идентичных материалах при предположительно идентичных обстоятельствах, не дают, как правило, идентичных результатов. Это объясняется неизбежными случайными погрешностями, присущими каждой измерительной процедуре, а факторы, оказывающие влияние на результат измерения, не поддаются полному контролю.

Прецизионность зависит только от случайных погрешностей и не имеет отношения к истинному или установленному значению измеряемой величины. Меру прецизионности обычно выражают в терминах неточности и вычисляют как стандартное отклонение результатов измерений. Меньшая прецизионность соответствует большему стандартному отклонению. Количественные значения мер прецизионности существенно зависят от регламентированных условий. Крайними случаями таких условий являются условия повторяемости и условия воспроизводимости.

Повторяемость – прецизионность в условиях повторяемости. В отечественных НД наряду с термином «повторяемость» используют термин «сходимость».

Условия повторяемости (сходимости) – условия, при которых независимые результаты измерений (или испытаний) получаются одним и тем же методом на идентичных объектах испытаний, в одной и той же лаборатории, одним и тем же оператором, с использованием одного и того же оборудования, в пределах короткого промежутка времени. В качестве мер повторяемости (а также воспроизводимости) в Стандарте 5725 используются стандартные отклонения.

Стандартное (среднеквадратическое) отклонение повторяемости (сходимости) – это стандартное (среднеквадратическое) отклонение результатов измерений (или испытаний), полученных в условиях повторяемости (сходимости). Эта норма является мерой рассеяния результатов измерений в условиях повторяемости.

В Стандарте 5725 для крайних условий измерений введены показатели свойств повторяемости и воспроизводимости пределов.

Предел повторяемости (сходимости) – значение, которое с доверительной вероятностью 95% не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений (или испытаний), полученными в условиях повторяемости (сходимости).

Воспроизводимость – прецизионность в условиях воспроизводимости.

Условия воспроизводимости – это условия, при которых результаты измерений (или испытаний) получают одним и тем же методом, на идентичных объектах испытаний, в разных лабораториях, разными операторами, с использованием различного оборудования.

Стандартные (среднеквадратические) отклонения воспроизводимости – стандартные (среднеквадратические) отклонения результатов измерений (испытаний), полученных в условиях воспроизводимости. Эта норма является мерой рассеяния результатов измерений (или испытаний) в условиях воспроизводимости.

Предел воспроизводимости – значение, которое с доверительной вероятностью 95% не превышается абсолютной величиной разности между результатами измерений (или испытаний), полученными в условиях воспроизводимости.

Для практики измерений важен термин «выброс». Выброс – элемент совокупности значений, который несовместим с остальными элементами данной совокупности.

В Стандарте 5725 установлены правила представления в стандартах на методы испытаний стандартных отклонений повторяемости и воспроизводимости, пределов повторяемости и воспроизводимости, систематической погрешности метода. Значение систематической погрешности всегда представляется вместе с описанием принятого опорного значения, относительно которого оно определялось. Значения стандартных отклонений повторяемости и воспроизводимости представляются с указанием условий эксперимента, в результате которого они были получены (число участвующих лабораторий, контролируемые значения измеряемой величины в диапазоне измерения метода, наличие выбросов в данных отдельных лабораторий).

В соответствии с утвержденным Порядком введения в действие описываемого ГОСТ Р его положения вводятся в действие при разработке новых и (или) пересмотре действующих методик выполнения измерений (МВИ).

Создание системы контроля точности результатов измерений в соответствии со Стандартом 5725 и международными стандартами позволит нашей стране избежать убытков во внешней торговле.

Источник