 Суммарная стандартная неопределенность результата измерения одновременно учитывает влияние случайных и известных факторов неопределённости. По сути, суммирует все факторы неопределённости, с учётом их вклада в результат измерений. Вычисляется по следующей формуле: 
Расширенная неопределённость (доверительный интервал) результата измерения:
Это интервал вокруг результата измерения, в который, как ожидается, попадает бОльшая часть значений, приписанных к измеряемой величине. Расширенная неопределённость измерений применяется в ряде областей промышленности и торговли, в области здравоохранения и обеспечения безопасности. Расширенную неопределенность вычисляют по формуле:
Неопределенность измерений. Этапы оценивания неопределенности.
Неопределённость измерения – параметр, относящийся к результату измерения и характеризующий разброс значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине.
Основные этапы оценивания неопределенности включают в себя формулировку измерительной задачи и вычисления. Последнее включает в себя трансформирование распределений вероятностей и получение окончательного результата.
5.2 Этап формулировки измерительной задачи включает в себя:
a) задание выходной величины  (измеряемой величины);
b) выявление входных величин, от которых зависит ;
c) составление модели измерения, определяющей соотношение с входными величинами;
d) приписывание распределений вероятностей (нормального, прямоугольного и т.д.) входным величинам (или совместного распределения вероятностей входным величинам, не являющимся независимыми) на основе имеющейся информации.
5.3. Этап вычислений – состоит из трансформирования по данной модели измерения распределений вероятностей для входных величин в распределение вероятностей для выходной величины и использования этого распределения для получения:
a) математического ожидания , принимаемого как значение оценки  величины ;
b) стандартного отклонения величины , принимаемого как стандартная неопределенность  , ассоциированная с [см. JCGM 100 (Е.3.2)];
c) интервала охвата, содержащего с заданной вероятностью охвата.
Основные принципы совместного использования понятий погрешность и неопределенность.
Сходными же для обоих подходов являются последовательности действий при оценивании характеристик погрешности и вычислении неопределенности измерений:
анализ уравнения измерений;
выявление всех источников погрешности (неопределенности) измерений и их количественное оценивание;
введение поправок на систематические погрешности (эффекты), которые можно исключить.
Методы вычисления неопределенности, так же как и методы оценивания характеристик погрешности, основаны на математической статистике.
Средства измерений. Классификация СИ.
Средство измерения (СИ) – это техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные или установленные метрологические характеристики.
Средства измерения классифицируются по следующим критериям:
1) по способам конструктивной реализации;
2) по метрологическому предназначению.
По способам конструктивной реализации средства измерения делятся на:
1) меры величины;
2) измерительные преобразователи;
3) измерительные приборы;
4) измерительные установки;
5) измерительные системы.
Меры величины – это средства измерения определенного фиксированного размера, многократно используемые для измерения. Выделяют:
1) однозначные меры;
2) многозначные меры;
3) наборы мер.
В зависимости от формы представления информации:
Аналоговые. Показания аналогового прибора является непрерывная функция измеряемой величины (ртутный термометр).
Цифровые. В цифровом приборе осуществляются дополнительные преобразования аналогового сигнала измерительной информации в цифровой код (экран компьютера).
Некоторое количество мер, технически представляющее собой единое устройство, в рамках которого возможно по-разному комбинировать имеющиеся меры, называют магазином мер.
Объект измерения сравнивается с мерой посредством компараторов (технических приспособлений). Например, компаратором являются рычажные весы.
К однозначным мерам принадлежат стандартные образцы (СО). Различают два вида стандартных образцов:
1) стандартные образцы состава;
2) стандартные образцы свойств.
Измерительные преобразователи - СИ, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований.
Измерительные преобразователи могут преобразовывать измеряемую величину по-разному. Выделяют:
1) аналоговые преобразователи (АП);
2) цифроаналоговые преобразователи (ЦАП);
3) аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Измерительные преобразователи могут занимать различные позиции в цепи измерения. Выделяют:
1) первичные измерительные преобразователи, которые непосредственно контактируют с объектом измерения;
2) промежуточные измерительные преобразователи, которые располагаются после первичных преобразователей. Первичный измерительный преобразователь технически обособлен, от него поступают в измерительную цепь сигналы, содержащие измерительную информацию. Первичный измерительный преобразователь является датчиком. Конструктивно датчик может быть расположен довольно далеко от следующего промежуточного средства измерения, которое должно принимать его сигналы.
Обязательными свойствами измерительного преобразователя являются нормированные метрологические свойства и вхождение в цепь измерения.
Измерительные прибор - СИ, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Прибор, как правило, содержит устройство для преобразования измеряемой величины и ее индикации в форме, наиболее доступной для восприятия или регистрации (шкала, диаграмма с указателем и др.)
В некоторых случаях измерительный прибор синхронизируют с компьютером, и тогда вывод измерительной информации производится на дисплей.
В соответствии с методом определения значения измеряемой величины выделяют:
1) измерительные приборы прямого действия;
2) измерительные приборы сравнения.
Измерительные приборы прямого действия – это приборы, посредством которых можно получить значение измеряемой величины непосредственно на отсчетном устройстве.
Измерительный прибор сравнения – это прибор, посредством которого значение измеряемой величины получается при помощи сравнения с известной величиной, соответствующей ее мере.
Измерительные приборы могут осуществлять индикацию измеряемой величины по—разному. Выделяют:
1) показывающие измерительные приборы;
2) регистрирующие измерительные приборы.
Разница между ними в том, что с помощью показывающего измерительного прибора можно только считывать значения измеряемой величины, а конструкция регистрирующего измерительного прибора позволяет еще и фиксировать результаты измерения, например посредством диаграммы или нанесения на какой-либо носитель информации.
Отсчетное устройство – конструктивно обособленная часть средства измерений, которая предназначена для отсчета показаний. Отсчетное устройство может быть представлено шкалой, указателем, дисплеем и др. Отсчетные устройства делятся на:
1) шкальные отсчетные устройства;
2) цифровые отсчетные устройства;
3) регистрирующие отсчетные устройства. Шкальные отсчетные устройства включают в себя шкалу и указатель.
Шкала – это система отметок и соответствующих им последовательных числовых значений измеряемой величины. Главные характеристики шкалы:
1) количество делений на шкале;
2) длина деления;
3) цена деления;
4) диапазон показаний;
5) диапазон измерений;
6) пределы измерений.
Деление шкалы – это расстояние от одной отметки шкалы до соседней отметки.
Длина деления – это расстояние от одной осевой до следующей по воображаемой линии, которая проходит через центры самых маленьких отметок данной шкалы.
Цена деления шкалы – это разность между значениями двух соседних значений на данной шкале.
Диапазон показаний шкалы – это область значений шкалы, нижней границей которой является начальное значение данной шкалы, а верхней – конечное значение данной шкалы.
Диапазон измерений – это область значений величин в пределах которой установлена нормированная предельно допустимая погрешность.
Пределы измерений – это минимальное и максимальное значение диапазона измерений.
Практически равномерная шкала – это шкала, у которой цены делений разнятся не больше чем на 13 % и которая обладает фиксированной ценой деления.
Существенно неравномерная шкала – это шкала, у которой деления сужаются и для делений которой значение выходного сигнала является половиной суммы пределов диапазона измерений.
Выделяют следующие виды шкал измерительных приборов:
1) односторонняя шкала;
2) двусторонняя шкала;
3) симметричная шкала;
4) безнулевая шкала.
Односторонняя шкала – это шкала, у которой ноль располагается в начале.
Двусторонняя шкала – это шкала, у которой ноль располагается не в начале шкалы.
Симметричная шкала – это шкала, у которой ноль располагается в центре.
Измерительная установка – это средство измерения, представляющее собой комплекс мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, используемые для измерения фиксированного количества физических величин и собранные в одном месте. В случае, если измерительная установка используется для испытаний изделий, она является испытательным стендом.
Измерительная система – это средство измерения, представляющее собой объединение мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве.
По метрологическому предназначению средства измерения делятся на:
1) рабочие средства измерения;
2) эталоны.
Рабочие средства измерения (РСИ) – это средства измерения, используемые для осуществления технических измерений. Рабочие средства измерения могут использоваться в разных условиях. Выделяют:
1) лабораторные средства измерения, которые применяются при проведении научных исследований;
2) производственные средства измерения, которые применяются при осуществлении контроля над протеканием различных технологических процессов и качеством продукции;
3) полевые средства измерения, которые применяются в процессе эксплуатации самолетов, автомобилей и других технических устройств.
К каждому отдельному виду рабочих средств измерения предъявляются определенные требования. Требования к лабораторным рабочим средствам измерения – это высокая степень точности и чувствительности, к производственным РСИ – высокая степень устойчивости к вибрациям, ударам, перепадам температуры, к полевым РСИ – устойчивость и исправная работа в различных температурных условиях, устойчивость к высокому уровню влажности.
Эталоны – это средства измерения с высокой степенью точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы. Более точные средства измерения передают сведения о размере единицы и так далее, таким образом образуется своеобразная цепочка, в каждом следующем звене которой точность этих сведений чуть меньше, чем в предыдущем.
Сведения о размере единицы предаются во время проверки средств измерения. Проверка средств измерения осуществляется с целью утверждения их пригодности.
Средства измерений. Структурная схема средств измерений.
Основные метрологические характеристики средств измерений
Метрологическая характеристика СИ (МХ СИ) – характеристика одного из свойств СИ, влияющая на результат измерений.
Нормирующие метрологические характеристики – совокупность метрологических характеристик данного типа СИ, устанавливаемая нормативными документами на СИ (паспорт прибора).
Точностные характеристики СИ – совокупность МХ СИ, влияющих на точность измерения.
Основные МХ СИ:
Цена деления шкалы – разность значений величин,соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
Чувствительность - отношение изменения сигнала Δy на выходе СИк вызвавшему это изменение изменению Δx сигнала на входе S=Δy/Δx.
Порог чувствительности – наименьшее значение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний прибора. C=1/S.
Интервал деления шкалы – расстояние между серединами 2-х соседних штрихов шкалы.
Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значением шкалы.
Диапазон измерения (предел средства измерения) – это диапазон значений измеряемой величины, который может быть измерен данным СИ и для которого нормируется допускаемая погрешность СИ.
Погрешность средств измерений. Формы установления предельно допустимой основной погрешности.
Погрешность СИ – разность между показанием СИ и известным опорным значением величины.
Систематическая погрешность СИ – составляющая погрешность СИ, принимаемая за постоянную или закономерно изменяющуюся.
Случайная погрешность СИ – составляющая погрешность СИ, изменяющаяся случайным образом.
Дополнительная погрешность – составляющая погрешность СИ, возникающая дополнительно к основной погрешности, вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального её значения или вследствие её выхода за пределы нормальной области значений.
Предел допускаемой погрешности СИ - наибольшее значение погрешности СИ (без учёта знака), устанавливаемое нормативным документом для данного типа СИ, при котором оно ещё признаётся метрологически исправным.
Измерительные усилия – характерно для измерения линейных и угловых величин контактным методом. Оно необходимо для устойчивого замыкания измерительной цепи.
Погрешность СИ принято выражать в виде абсолютной, относительной и приведённой, а характер изменения погрешности принято оценивать в форме аддитивной и мультипликативной.
абсолютная: 
мультипликативная аогрешность СИ – погрешность, которая изменяется по шкале прибора (наибольшая погрешность в начале шкалы): 
Чем точнее СИ, тем меньше число.
относительная аддитивная погрешность:  ; 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 6 …*10n
относительная мультипликативная: 
приведённая: 
|
Скачать 1.39 Mb.