Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Искажения могут быть вызваны несовершенством применяемых методов измерения, средств измерений, непостоянством условий измерения и рядом других причин. Искажения, которые получаются при всяком измерении, обусловливают п о г р е шн о с т ь и з м е р е н и я — отклонение результата измерения от истинного значения: измеряемой величины. Погрешность измерения может быть выражена в единицах измеряемой величины, т, е, в виде'абсолютной погрешности, которая представляет собой разность между значением, полученным при измерении, и истинным значением измеряемой величины.

Погрешность измерения моясет быть выражена танисе в виде относительной погрешности измерения, представляющей собой отношение к истинному значению измеряемой величины. Строго говоря, истинное значение измеряемой величины всегда остается неизвестным, можно найти лишь приближенную оценку погрешности измерения. Погрешность результата измерения даст представление о том, какие цифры в числовом значении величины, полученном в результате измерения, являются сомнительными. Округлять числовое значение результата измерения необходимо в соответствии с числовым разрядом значащей цифры погрешности, т. е.

числовое значение результата измерения долхшо оканчиваться цифрой того же разРяда, что и зяачеиие погрешности. При округлении рекомендуется пользоваться правилами приближенных вычислений. 'Погрешности измерения в зависимости от характера причин, вызывающих их появление, прияято разделять на с л у ч а й н ы е, систематические и грубые. Под случайной погрешностью понимают погрешность измерення, изменяющуюся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Они вызываются причинами, которые не могут быть определены при измерении и на которые нельзя оказать влияния. Присутствие случайных погрешностеи можно обнаружить лишь при повторении измерений одной и той же величины с одинаковой тщательностью. Если при повторении измерений поз учаются олинаковые числовые значения, то зто указывает не на отсутствие случайных погрешностей, а на недостаточную топюсть и чувствительность метода или средства измерений.

Случайные погрешности измерений непостоянны по значению и по знаку. Они ие могут быть определены в отдельности и вызывают неточность результата измерения. Однако с помощью теории вероятностей и методов статистики случайные погрешности измерений могут быть количественно определены и охарактеризованы в пх совокупности, причем тем надежнее, чем больше число проведенных наблюдений. Под систематической погрешностью понимают погрешность измерения, остающуюся постоянной или закономерно изменюощуюся при повторных измерениях одной и той же величины.

Если систематические погрешности известны, т. е. имеют определенное значение и определенный знак, они могут быть искл1очены путем внесения поправок. Поправкой называют значение величины, одноименной с измеряеъюй, прибавляемое к полученному при измерении значению величины с целью исключения систематической погрешности.

Отметим, что поправку, вводиму|о в показания измерительного прибора, называют поправкой к показанию прибора; поправку, прибавляемую к номинальному значению меры, называют поправкой к значению меры. В некоторых случаях пользуются поправочным множителем, под последним понимают число, на которое умножают результат измерения с целью исключения сисгематической погрешности. Обычно различают следующие разновидности систематических погрешностей: инструментальные, метоха измерений, субъективные, установки, методические. Пад инструментальными погрешностями понимают погрешности измерения, зависящие от погрешностей применяемых средств измерений. При применении средств измерений повькпенной точности инструментальные погрешности, вызываемые несовершенством срелств измерений, могут быть исключены путем введения поправок.

Инструментальные погрешности технических средств измерений не могут быть исключены, так как зги средства измерений при их поверке поправками не снабжаются. Под погрешностью метода измерений понимают погрешность, происходящую от несовершенства метода измерений.

Она возникает сравнительно часто при применении новых методов, а также при применении аппроксимирующих уравнений, предсгавляющих иногда неточное приближение к действительной зависимости величин друг от друга. Погрешность метода измерений должна учитываться при оценке погрешности средства измерений и, в частности, измерительной установки, а иногда и погрешности результата измерений. Субъективные погрешности (имеющие место при неавтоматических измерениях) вызываются индивидуальными особенностями наблюдателя, например запаздывание или опережение в регистрации момента какого-либо сигнала, неправильная интерполяция при отсчнтыванин показаний в пределах одного деления шкалы, от параллакса и т.

п. Под погрешностью от параллакса понимают составляющую погрешности отсчитывания, происходящую вследствие визирования стрелки, расположенной на некотором расстоянии от поверхности шкалы, в направлении, не перпендикулярном поверхности шкалы. Погрешности установки возникают вследствве неправильной установки стрелки измерительного прибора на начальную отметку шкалы или небрежной установки средства измерений, например не по отвесу или уровню и т. и. Методические погрешности измерений представляют собой такие погрешности, которые определяются условиями (или методикой) измерения величины (давления, температуры ит. д. данного объекта) и не зависят от точности применяемых средств измерений. Методическая погрешность может быть вызвана, например, добавочным давлением столба жидкости в соединительной лпяии, если прибор, измеряющий давленне, будет установлен ниже нли выше места отбора давления, а при измерении температуры термоэлектрическим термометром в комплекте с измерительным прибором (гл.

4) — условиями теплообмена со средой, температура которой измеряется, или нарушением термоэлектрическим термометром температурного поля объекта в процессе измерения (гл. 6). При выполнении измерений, особенно точных, необходимо иметь в виду, что систематические погрешности могут значительно исказить результаты измерения. Поэтому прежде чеги приступить к измереншо, необходимо выяснить все возмоигные источники систематических погрешностей и принять меры к их исключеншо или определению. Однако дать исчерпывающие правила для отыскания и исключения систематических погрешностей практически невозможно, так как слишком разяообразны приемы измерения различных величин.

Кроме того, при неавтоматических измерениях многое зависит от знаний и опыта экспериментатора. Ниже приведем некоторые общие приемы исключения и выявления систематических погрешностей. Для выявления возможных изменений инструментальных погрешностей вследствие тех или иных неисправностей применяемых средств измерений или их износа и других причин все они должны подвергаться регулярной поверке. Лля исключения погрешностей установки как при точных, так и прн технических измерениях необходима тщательная и правильная установка средств измерений. Если же причиной погрешности являются внешние возмущения (температура, движение воз- духа, вибрация и т.

п.), то их влияние должно быть устранено или учтено. Применяют также ряд специальных способов исключения методических и других погрешностей, которые будут рассмотрены ниже. Под грубой погрешностью измерения понимается погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях 8 1-4). При измерении переменной во времени величины результат измерения может оказаться искаженным помимо погрешностей, рассмотренных выше, погрешностью еще одного вида„возникающей только в динамическом режиме и получившей вследствие этого наименование динамической погрешности средства измерений. При измерении переменной во времени величины динамическая погрешность может возникнуть вследствие неправильного выбора средства измерений или несоответствия измерительного прибора условиям измерения.

При выборе средства измереяий необходимо знать динамические свойства его, а также закон изменения измеряеьюй величины 6 1-б) Выше было сказано, что в зависимости от назначения и требований, предъявляемых к точности измерений, измерения делятся на точные (лабораторные) и технические. Изгиерения точные, как правило, выполняются многократно повторяемыми и с помощью средств измерений повышенной точности. Путем повторения измерений влияние на их итог случайных погрешностей нюжна ослабить„а следовательно, повысить точность измерения. При этом необходимо иметь в виду, что даже при благоприятных условиях точность измерения не может быть выше точности поверки применяемых средств измерений.

При выполнении технических измерений, широко применяемых в промышленности, а иногда и в лабораторных условиях, используют рабочие средства измерений, которые поправками при их поверке не снабжаются. 1-4. Оценка и учет погрешностей при точных измерениях При выполнении точных измерений пользуются средствами измерений повышенной точности, а вместе с тем применяют и более совершенные методы измерения. Однако, несмотря на это, вследствие неизбежного наличия во всяком измерении случайных погрешностей истинное значение измеряемой величины остается неизвестным н вместо него мы принимаем некоторое среднее арифметическое значение, относительно которого при большом числе измерений, как показывает теория вероятностей и математическая статистика, у нас есть обоснованная уверенность считать, что оно является наилучшим приближением к истинному значению '.

Характеристики

Список файлов домашнего задания