МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Характеристика видов погрешностей средств измерений
Часть 1

Цель работы. Изучение видов погрешностей средств измерений и способов их снижения.
Основные метрологические величины
Погрешность – количественная характеристика неопределенности, или неоднозначности, результата измерения. Ее оценивают, исходя из всей информации, накопленной при подготовке и выполнении измерений. Эту информацию обрабатывают для совместного одновременного определения окончательного результата измерения и его погрешности. Окончательный результат нельзя расценивать как “истинное значение” измеряемой физической величины, так как в этом нет смысла из-за наличия погрешности.
Систематическая погрешность — характеризует правильность измерений, которая определяется степенью совпадения среднего результата повторных измерений и установленного значения измеряемой величины
Случайная погрешность отражает разброс измерений и проявляется в различии между собой результатов повторных измерений определяемого показателя в одной и той же пробе
Правильность результатов анализа – это степень близости результата анализа (Хк) к истинному содержанию определяемого компонента в образце.
Результаты количественного анализа всегда несколько отличаются от истинной концентрации определяемого компонента из-за некоторой ошибки определения
Абсолютная ошибка(ΔХ) определения концентрации
выражается в единицах концентрации ( мг/кг; мг/дм3, мкг/см3, и т.п. )
равна ΔХ = Хк – Х истинная величина
ΔХ — может как положительной, так и отрицательной величиной.
Относительная ошибка определения концентрации (П, %)

где: ΔХ — абсолютная ошибка;
– среднее арифметическое определяемой величины
Результат анализа
Чтобы получить результат анализа необходимо не только определить среднюю арифметическую величину параллельных результатов анализа, но и знать возможную погрешность определения по данной методике.

Таблица 1 — Характеристика видов погрешностей
Вид погрешности Определение погрешности О чем свидетельствует погрешность Способ снижения погрешности Привести пример
1. Систематическая погрешность Определяется степенью совпадения среднего результата повторных измерений. Об ошибке приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.), неучтённым экспериментатором. Путём поправок, близость к нулю отражает правильность измерений инерционность механизмов измерения, взвешивание на неравноплечных весах.
2. Случайная погрешность Определяется случайным образом, при повторном измерении той же величины в тех же условиях.

 Об одновременном действии многих независимых причин, каждая из которых в отдельности слабо влияет на результат измерения.  Статистическим методом, многократным измерения величины с обработкой экспериментальных данных. При считывании показаний с пипетки или прибора оператором, неодинаковое загрязнение пробы при отборе, неправильный учет внешних влияющих условий и др.
3.Правильность результата анализа Правильности результатов анализа — это степень близости результата анализа к истинному содержанию определяемого компонента в образце. О правильности методик измерений, правильности их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений Использовать для контроля правильности государственные стандартные образцы с индексом ДНП. Государственные стандартные образцы ГСО с индексом ТЗТ, представляющие собой индивидуальные углеводороды с определенной температурой вспышки. Комплект ГСО состоит из пяти образцов с температурой вспышки 16; 35; 53; 70; 119 0С.
3.Абсолютная погрешность ∆ выражаемая в единицах измеряемой величины, представляется разностью между измеренным и истинным (действительным) значением измеряемой величины
∆ = xизм — хп(д)

Абсолютная погрешность полно характеризует качество измерения. Статистическим методом, многократным измерения величины с обработкой экспериментальных данных. Например, при взвешивании образца предельная абсолютная ошибка, равная 0,1 мг, может свидетельствовать как о высоком, так и о низком качестве взвешивания. Если взвешиваемый образец весит несколько десятков граммов, то величина ошибки 0,1 мг указывает на довольно высокую точность измерения. Эта же величина ошибки при массе в несколько миллиграммов указывает на малую точность измерения. 
4.Относительная погрешность δ представляется отношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины
δ = ∆/ хп(д).
Допускается в уравнении вместо хп(д) пользоваться показаниями измерительного прибора. Относительная погрешность выражается в процентах. Малое значение относительной погрешности свидетельствует о высокой точности измерения Снижение погрешности проверочных точек за счет нахождения минимума погрешности на экспериментальной кривой зависимости погрешности проверочных точек от средней абсолютной погрешности обучающих точек;
Изменение состава обучающей выборки.

Расчет влажности нефти необходимо проводить на основе анализа кривых при такой средней абсолютной погрешности точек обучающей выборки, при которой имеет место минимум погрешности проверочных точек.

 Часть 2
Классы точности средств измерений

Цель работы. Ознакомление со способами выражения класса точности средств измерений.
Теоретическая часть
Погрешность средства измерений – это разность между показанием средства измерений и истинным значением измеряемой физической величины.
Погрешности средств измерений подразделяются: — по характеру проявления — на систематические и случайные; — по способу выражения — на абсолютные, относительные и приведенные; — по отношению к условиям применения — на основные и дополнительные.
Систематическая погрешность средства измерений – это составляющая погрешности средства измерений, принимаемая постоянной или закономерно изменяющаяся.
Случайная погрешность средства измерений – это составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом.
Абсолютная погрешность средства измерений – это погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой физической величины.
Относительная погрешность средства измерений – это погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к действительному значению измеряемой физической величины в пределах диапазона измерений.
Основная погрешность средства измерений — это погрешность средства измерений, определяемая в нормальных условиях его применения.
Дополнительная погрешность средства измерений — это составляющая погрешности средства измерений, дополнительно возникающая:
— вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения;
— вследствие ее выход за пределы нормальной области значений.
Метрологическая характеристика средства измерений – это характеристика одного из свойств средства измерений, влияющих на результат измерений или его погрешность. Основными метрологическими характеристиками являются диапазон измерений и различные составляющие погрешности средства измерений.
Предел допускаемой погрешности средства измерений — наибольшее значение погрешности средства измерений, устанавливаемое нормативно-технических документом для заданного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению.
При превышении установленного предела погрешности средство измерений признается негодным для применения в данном классе точности.
Приведенная погрешность средства измерений –это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерений отнесена к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона.
Точность измерений — это степень приближения погрешности измерений к нулю.
Класс точности средства измерения — это обобщенная характеристика средства измерений, выражаемая пределами допускаемых погрешностей (основной и дополнительной), а также другими характеристиками, влияющими на точность.
Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме абсолютной погрешности:
∆ Хn (∆ Хn = Хn – Хo),
где Хn – измеренное значение физической величины;
Хo – действительное значение физической величины), то класс точности выражается прописными (т.е. заглавлеными) буквами латинского алфавита. При этом классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, присваиваются буквы, находящиеся ближе к началу алфавита.
Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме относительной погрешности:
δ (δ = ), то класс точности обозначается двумя способами:
1) численным значением относительной погрешности;
2) величиной, обратной численному значению относительной погрешности умноженной на дробь, выражающую процент: 1/0,01.δ.
Классы точности средств измерений

Цель работы. Ознакомление со способами выражения класса точности средств измерений.
Теоретическая часть
Погрешность средства измерений – это разность между показанием средства измерений и истинным значением измеряемой физической величины.
Погрешности средств измерений подразделяются: — по характеру проявления — на систематические и случайные; — по способу выражения — на абсолютные, относительные и приведенные; — по отношению к условиям применения — на основные и дополнительные;
Систематическая погрешность средства измерений – это составляющая погрешности средства измерений, принимаемая постоянной или закономерно изменяющаяся.
Случайная погрешность средства измерений – это составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом.Абсолютная погрешность средства измерений – это погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой физической величины.
Относительная погрешность средства измерений – это погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к действительному значению измеряемой физической величины в пределах диапазона измерений.
Основная погрешность средства измерений — это погрешность средства измерений, определяемая в нормальных условиях его применения.
Дополнительная погрешность средства измерений -это составляющая погрешности средства измерений, дополнительно возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения; или вследствие ее выход за пределы нормальной области значений.
Метрологическая характеристика средства измерений – это характеристика одного из свойств средства измерений, влияющих на результат измерений или его погрешность. Основными метрологическими характеристиками являются диапазон измерений и различные составляющие погрешности средства измерений.
Предел допускаемой погрешности средства измерений — наибольшее значение погрешности средства измерений, устанавливаемое нормативно-технических документом для заданного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению.
При превышении установленного предела погрешности средство измерений признается негодным для применения в данном классе точности.
Приведенная погрешность средства измерений –это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерений отнесена к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона.
Точность измерений — это степень приближения погрешности измерений к нулю.
Класс точности средства измерения — это обобщенная характеристика средства измерений, выражаемая пределами допускаемых погрешностей (основной и дополнительной), а также другими характеристиками, влияющими на точность.
Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме абсолютной погрешности:
∆ Хn (∆ Хn = Хn – Хo),
где Хn – измеренное значение физической величины;
Хo – действительное значение физической величины),
то класс точности выражается прописными (т.е. заглавлеными) буквами латинского алфавита. При этом классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, присваиваются буквы, находящиеся ближе к началу алфавита.
Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме относительной погрешности:
δ (δ = ), то класс точности обозначается двумя способами:
1) численным значением относительной погрешности;
2) величиной, обратной численному значению относительной погрешности умноженной на дробь, выражающую процент: 1/0,01.δ.

ВАРИАНТ №2

МЕТРОЛОГИЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Характеристика видов погрешностей средств измерений Часть 1 Цель работы