Учебное пособие Ульяновск Улгту 2015 2
жүктеу/скачать 7.08 Mb. Pdf көрінісі
|
| 1.2.6
. Качество измерений Под качеством измерений понимают совокупность свойств, обусловливающих получение результатов с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленные сроки. Качество измерений характеризуется такими показателями, как точность, правильность и достоверность. Понятие точность измерений характеризует степень приближения погрешности измерений к нулю, т. е. полученного при измерении значения к истинному значению измеряемой величины. Правильность измерений определяется близостью к нулю систематической погрешности. Достоверность измерений говорит о том, что погрешность не выходит за пределы отклонений, заданных в соответствии с поставленной целью измерений. Эти показатели должны определяться по оценкам, к которым предъявляются требования состоятельности, несмещенности и эффективности. Если систематическая составляющая исключена, то _ х х = , а точность результата измерений _ х характеризуется степенью рассеяния его значения, т. е. дисперсией. На рис. 1.5 заштрихованная площадь относится к плотности вероятности распределения среднего значения. Однако из-за ограниченного числа измерений _ х точно определить невозможно. Можно лишь с определенной вероятностью указать границы интервала, в котором оно находится. 37 Оценку среднего значения числовой характеристики закона распределения х, изображаемую точкой на числовой оси, называют точечной оценкой. Оценки являются случайными величинами, их значение зависит от числа наблюдений n. Состоятельной называют оценку, которая сводится по вероятности к оцениваемой величине, т.е. х х → _ при ∞ → n . Несмещенной является оценка, математическое ожидание которой равно оцениваемой величине, т.е. _ х х = . Эффективной называют такую оценку, которая имеет наименьшую дисперсию min 2 = х σ Перечисленным требованиям удовлетворяет среднее арифметическое х результатов n наблюдений. Рис. 1.5. Плотность распределения отдельного и суммарного результата измерения Достоверность измерений зависит от степени доверия к результату и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины лежит в указанных окрестностях действительного. Другими словами, достоверность измерения – это близость к нулю случайной или неисключенной систематической погрешности. Для количественной оценки качества измерений рассмотрим влияние параметров измерений на погрешность их результатов. При планировании измерений и оценке их результатов задаются определенной моделью погрешностей: предполагают наличие тех или иных составляющих погрешности, закон их распределения и др. В этой связи необходимо знать влияние на погрешность результатов измерений: ) ( _ x f ) (x f _ x σ x σ ) ( _ x f ) (x f x 38 - числа наблюдений и доверительной вероятности, с которой должны быть известны вероятностные характеристики результатов; - степени исправленности наблюдений, т. е. наличия неисключенной составляющей погрешности наблюдений; - вида и формы закона распределения погрешностей. Следует отметить, что результаты измерений, не обладающие достоверностью, т. е. степенью уверенности в их правильности, не представляют ценности. Наряду с перечисленными показателями качество измерительных операций характеризуется также сходимостью и воспроизводимостью результатов. Эти показатели наиболее распространены при оценке качества испытаний и характеризуют точность испытаний. Очевидно, что два испытания одного и того же объекта одинаковым методом не дают идентичных результатов. Объективной мерой их могут служить статистически обоснованные оценки ожидаемой близости двух или более числа результатов, полученных при строгом соблюдении методики испытаний. Сходимость – это близость результатов двух испытаний, полученных одним методом, на идентичных установках, в одной лаборатории. Воспроизводимость отличается от сходимости тем, что оба результата должны быть получены в разных лабораториях. Обобщает все эти положения современное понятие единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Как выше отмечалось, мероприятия по реальному обеспечению единства измерений в большинстве стран мира установлены законами и входят в функции законодательной метрологии. Итак, первым условием обеспечения единства измерений является представление результатов измерений в узаконенных единицах, которые были бы одними и теми же всюду, где проводятся измерения и используются их результаты. В России, как и большинстве других стран, узаконенными единицами являются единицы величины Международной системы единиц. Второе условие единства измерений – погрешность измерений не превышает (с заданной вероятностью) установленных пределов. Главным нормативным актом по обеспечению единства измерений является закон РФ «Об обеспечении единства измерений». 39 |