Введение в метрологию. Измерения и их классификация. Погрешности измерений. Информационно-измерительные системы, страница 5

В процессе измерения с помощью измерительных приборов факторы, приводящие к случайной погрешности, удается свести к достаточно незначительному уровню. Однако некоторые из этих факторов могут проявиться неожиданно сильно (например, внезапное падение напряжения в электросети, или неверным отсчетом показаний). В результате этого, погрешность измерения резко возрастет. Такие случайные погрешности называются грубыми, или промахами.  Ниже будет описано, как устранять такие промахи из результатов измерений.

Как и сами измерения, по способу выражения погрешности могут быть абсолютными, выраженными в тех же единицах, что и измеряемая величина, и относительными, заданными в процентах от значения измеряемой величины. По способу обработки они могут быть средними арифметическими или средними квадратическими.

По скорости изменения измеряемой величины погрешности делятся на статические и динамические.

1.3.3 Общая погрешность измерения (uncertaintybudgetISO 9000) .

В качестве характеристики общего уровня среднеквадратической погрешности единичного (или многократного) измерения можно взять величину Δ, вычисляемую по формуле:

D = D0 +  DС ,                                     1.1

где  DС – систематическая погрешность измерения, а D0  - случайная погрешность измерения. Систематическая погрешность считается распределенной по равномерному закону на промежутке своего изменения [1].

Если принять, что систематическая погрешность полностью устранена, то при проведении большого числа измерений среднее значение результата стремится к истинному значению измеряемой физической величины. Но реально объем испытаний ограничен, поэтому существует случайная погрешность измерения.

1.4. Виды измерений и общие требования к измерениям для артиллерийских испытаний

Метрология классифицирует измерения по их видам. Из них  наибольшую практическую применимость имеют следующие:

·  линейно - угловые измерения, включая динамические (скорость, ускорения),

·  теплофизические измерения, включая расходометрию,

·   измерение давлений, напряжений, вибраций.

В каждом из этих видов измерений различные области науки и техники предьявляют свои требования (по точности,  пределам измерений, и быстродействию). Так, линейные измерения имеют дело от нанометров (для нанотехнологий) до сотен и тысяч метров (например, дальнометрия). Естественно, что средства измерения различны для нанотехнологий и дальнометрии. Поэтому весьма важно четко определить пределы измерений для решаемых нами измерительных задач. 

Второй важный вопрос, требующий своего уточнения - это требуемая точность измерений.  Состояние современной измерительной техники позволяет добиться очень высокой точности результата измерения. Но надо помнить, что точность стоит дорого. Повышение точности измерения приводит к значительному его удорожанию и увеличению трудоемкости во время подготовки и проведения измерений. Поэтому, требуемый уровень точности измерений должен быть «разумным» (определяться целью измерения и конкретными условиями их проведения).

Для динамических измерений, которые и реализуются в практике артиллерийских испытаний, весьма важным является правильный выбор:

·  Пределов измерения физической величины,

·  Точности (погрешности) измеряемой величины,

·  быстродействия измерительного прибора. Малое быстродействие может не обеспечить необходимого пространственного и временного разрешения измерений, и, как следствие, приведет к  понижению точности измерений (увеличению погрешности). При выборе быстродействия прибора необходим разумный компромисс, так как повышение быстродействия ведет к увеличению точности измерений, но, одновременно, к их удорожанию.   

      При проведении артиллерийских испытаний возникают разнообразные задачи, требующие привлечения различных видов измерений.  Так, экспериментальное подтверждение процессов внутренней баллистики и испытания стволов на износ требуют привлечения следующих видов измерений: