Что такое достоверность измерений?
Основная характеристика измерений – это достоверность измерений.
Достоверность измерений – это характеристика, определяющая степень доверия к полученным результатам измерений. По данной характеристике измерения делятся на достоверные и недостоверные. Достоверность измерений зависит того, известна ли вероятность отклонения результатов измерения от настоящего значения измеряемой величины. Если же достоверность измерений не определена, то результаты таких измерений, как правило, не используются. Достоверность измерений ограничена сверху погрешностью измерений.
Что такое воспроизводимость результатов измерений?
Воспроизводимость результатов измерений — близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.).
Примечание: Воспроизводимость измерений может характеризоваться средними квадратическими погрешностями сравниваемых рядов измерений.
Перечислите общие способы обнаружения и уменьшения систематических погрешностей.
Для устранения систематических погрешностей в процессе уже начатого измерения применяются различные способы
Способ введения поправок базируется на знании систематической погрешности и действующих закономерностей ее изменения. При использовании данного способа в результат измерения, полученный с систематическими погрешностями, вносят поправки, по величине равные этим погрешностям, но обратные по знаку.
Способ замещения состоит в том, что измеряемая величина заменяется мерой, помещенной в те же самые условия, в которых находился объект измерения. Способ замещения применяется при измерении следующих электрических параметров: сопротивления, емкости и индуктивности.
Способ компенсации погрешности по знаку состоит в том, что измерения выполняются два раза таким образом, чтобы погрешность, неизвестная по величине, включалась в результаты измерений с противоположным знаком.
Способ противопоставления похож на способ компенсации по знаку. Данный способ состоит в том, что измерения выполняют два раза таким образом, чтобы источник погрешности при первом измерении противоположным образом действовал на результат второго измерения.
Перечислите специальные способы обнаружения и уменьшения систематических погрешностей.
Источник
Измерения
В нормативных документах по метрологии термин «достоверность измерений» встречается часто, но официально утвержденного определения данному термину не дано. Принято считать, что достоверность измерений — это характеристика, определяющая степень доверия к полученным результатам измерений.
Согласно приведенному определению достоверность может иметь какую либо величину (степень), которая во первых, должна быть оценена на достаточность степени достоверности, во вторых — должны быть разарботаны методики проведения оценки достоверности результатов измерений.
Федеральный закон 102-ФЗ от 26.06.2008 г. «Об обеспечении единства измерений» содержит следующие положения относительно достоверности измерений:
- ст. 1 п. 1 «Целями настоящего федерального закона является:
.
2) защита прав и законных интересов граждан, общества и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений»;
3) обеспечение потребности граждан, общества и государства в получении объективных, достоверных и сопоставимых результатов измерений . «; - ст. 2 п. 24 «технические требования к средствам измерений — требования, которые определяют особенности конструкции средств измерений (без ограничения их технического совершенствования) в целях сохранения их метрологических характеристик в процессе эксплуатации средств измерений, достижения достоверности результата измерений, предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, а также требования, обеспечивающие безопасность и электромагнитную совместимость средств измерений».
Таким образом, обеспечение достоверности измерений является одной из целей закона «Об обеспечении единства измерений».
Процесс обеспечения достоверности измерений требует комплексного подхода, при котором будет обеспечено выполнение всех необходимых для достижения достоверности требований, а именно:
- требования к измерениям:
— измерения должны проводиться по аттестованным методикам;
— применяемые средства измерений должны быть утвержденного типа;
— применяемые средства измерений должны подтвердить установленные для них метрологические характеристики (быть поверены);
— результаты измерений должны быть выражены в единицах, допущенных к применению в Российской Федерации.
Кроме этого, РМГ 29-2013 содержат следующее определение термина «измерение (величины)»:
- «процесс эеспериментального получения одного или более значений величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине».
Следовательно результат измерений можно считать достоверным только в случае наличия объективных данных, подтверждающих обоснованность присвоения полученного результата измерений.
Основываясь на изложенных выше данных можно сделать следующие выводы:
- Достоверность измерений является целью и итогом комплекса действий, включающего в себя методы, средства и способы достижения поставленных целей.
- Согласно действующему законодательству предполагается, что при выполнении установленных норм и правил результаты измерений будут достоверными.
- Границы погрешности, приписанные результату измерений, не являются параметром, характеризующим его достоверность, но отсутствие сведений о приписанных методике или средству измерений границах погрешности не позволит подтвердить факт достоверности полученных результатов измерений и соответственно достоверности выводов, сделанных на основании результатов измерения.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Достоверность — результат — измерение
Точность прибора характеризуется степенью достоверности результата измерения . Вследствие трения и несовершенства изготовления узлов прибора при нек-рых малых значениях Да; величина у не изменяется и Дг / 0; этим характеризуется зона нечувствительности прибора. Минимальное значение ха измеряемой величины, к-рое вызывает малейшее изменение показания прибора, называется порогом чувствительности прибора. Дг измеряемой величины для перемещения указателя на одно деление: Y Ai / Ay; чувствительность прибора — величина, обратная цене деления его шкалы. [16]
Это является надежным свидетельством достоверности результатов измерений на частотном реометре. [18]
Как уже указывалось выше, достоверность результатов измерений зависит от качества градуировки прибора. Большинство аналитических приборов, используемых для проведения качественного и количественного анализа, требуют соответствующей градуировки. Легкость проведения этой важной операции необходимо обязательно учитывать при изучении возможности использования того или иного прибора для решения конкретной задачи. В приборах, которые выполняют роль анализаторов в системе оперативного управления производством, должна быть предусмотрена автоматическая градуировка. [19]
Точность прибора — это характеристика достоверности результата измерения , оцениваемая величиной ошибки, которая может быть сделана при измерении правильным прибором. Если, например, при измерении силы тока данным прибором мы можем сделать ошибку в 0 01 а, то эта величина и представляет собой точность измерения. Если истинное значение измеряемой величины неизвестно, то точность прибора можно иначе определить как ошибку, кото-рая. Точность правильного прибора оценивается паспортной величиной поправки С к его показаниям. [20]
Под точностью прибора подразумевается степень достоверности результатов измерений , полученных с его применением, численно оцениваемая пределами наибольшей погрешности. [21]
Точность измерительного прибора определяется степенью достоверности результата измерения . [22]
Точностью измерительного прибора называют степень достоверности результатов измерения , оцениваемую путем указания положительного или отрицательного пределов () наибольшей возможной погрешности. [23]
Под точностью измерительного прибора понимают степень достоверности результата измерения , полученного с помощью данного измерительного прибора. Точность характеризуется одной из средних погрешностей ( средняя квадратичная, средняя арифметическая) или наиболее возможной погрешностью. [24]
Под точностью измерительного прибора понимают степень достоверности результата измерения , полученного с помощью данного измерительного прибора. Точность характеризуется одной из сред-лих погрешностей ( средняя квадратичная, средняя арифметическая) или наиболее возможной погрешностью. [25]
Точность мер и измерительных приборов характеризуется степенью достоверности результата измерения . [26]
Анализ произведенных измерений состоит в определении степени достоверности результата измерений и степени достоверности единичного отсчета. [27]
Но практическое использование этих погрешностей для оценки достоверности результатов измерений переменных величин оказывается большей частью неудобным, ненаглядным и недостаточным. Таким образом здесь встает вопрос о подлинности результатов измерения. Если, например, по этому отличию необходимо сделать заключения о систематических погрешностях, вносимых виброизмерительным каналом с прибором ИД, то динамические погрешности могут оказаться неэффективным средством оценки. Действительно, рассматриваемое устройство является преобразователем ( гл. Каждая из гармоник проходит через преобразователь независимо одна от другой, со своими систематическими погрешностями по амплитуде и по фазовому углу. To же относится к незапаздывающей динамической погрешности 67Т ( t), которой вообще можно пользоваться только для сигнала, состоящего из гармоник с такими частотами, для которых фазо-частотная характеристика может рассматриваться как пропорциональная или нулевая. В противном случае необходимы какие-то дополнительные условия, так как запаздывание т будет неодинаковым для разных гармоник. [28]
Содержание воды в жидкости оказывает существенное влияние на точность и достоверность результатов измерений . Образование водонефтяной эмульсии приводит к значительному изменению вязкости жидкости, которая повышается с увеличением содержания воды в несколько раз, что ухудшает условия сепарации и работы УУСН. [29]
При осциллографических исследованиях параметры электрических сигналов определяют по их осциллограммам, поэтому достоверность результатов измерений зависит от точности их воспроизведения на экране ЭЛТ. Погрешность воспроизведения обусловлена линейными ( частотными) и нелинейными искажениями сигналов. [30]
Источник
Измерения
Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.
Точность – это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответсвует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Напремер, если погрешность измерений равна 0,05%, то точность будет равна 1/0,0005 = 2000.
Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ.
Правильность измерений – качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.
Сходимость – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.
Воспроизводимость – это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).
Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину. Можно выделить слудующие группы причин возникновения погрешностей:
- неверная настройка средства измерений или смещение уровня настройки во время эксплуатации;
- неверная установка объекта измерения на измерительную позицию;
- ошибки в процессе получения, преобразования и выдачи информации в измерительной цепи средства измерений;
- внешние воздействия на средство и объект измерений (изменение температуры и давления, влияние электрического и магнитного полей, вибрация и т.п.);
- свойства измеряемого объекта;
- квалификация и состояние оператора.
Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на резульат измерения. Анализ должен проводится в определенной последовательности.
Источник
Основы общей теории измерений
2.4. Точность и достоверность результата измерения
Применение рассмотренных выше элементов общей теории измерений необходимо для обеспечения точности и достоверности результата измерения. При многократных наблюдениях получают ряд значений, обрабатывая которые находят результат измерения. Для обработки применяют инструменты математической статистики, рассматривая ряд значений как выборку из генеральной совокупности. Опираясь на теорию вероятностей, математическая статистика позволяет оценить надежность и точность выводов, делаемых на основании ограниченного статистического материала.
Точность характеризуется значением, обратным значению относительной погрешности . Величина, обратная абсолютной погрешности , называется мерой точности. В зависимости от требуемой точности, в процессе измерений могут применяться как однократные, так и многократные наблюдения. Если выполняется лишь одно наблюдение, то результат наблюдения является результатом измерения. Если выполняется больше одного наблюдения, результат измерения получают в итоге обработки результатов наблюдений, как правило, в виде среднего арифметического.
Требуемая точность технических измерений может также обеспечиваться повторением многократных наблюдений. В этом случае многократные наблюдения одного и того же объекта выполняются несколько раз. Чтобы сократить время, необходимое для обработки нескольких рядов многократных наблюдений, в начале процесса обработки применяют индикаторы, позволяющие определить предпочтительный ряд и в дальнейшем обрабатывать только этот ряд.
Такими индикаторами является сумма остаточных погрешностей и сумма квадратов остаточных погрешностей. Эти индикаторы являются косвенной характеристикой несмещенности и эффективности оценки, полученной при обработке результатов многократных наблюдений.
Если измерения проводились несколько раз и получено несколько рядов результатов наблюдений, то при одинаковом количестве наблюдений в разных рядах наименьшую сумму остаточных погрешностей будет иметь тот ряд, в котором результаты распределились симметрично относительно среднего арифметического значения, т.е. наиболее близко к нормальному закону. Для дальнейших вычислений рекомендуется выбирать именно его, т.к. он в наибольшей степени будет удовлетворять условию равноточности, а при исключенной систематической погрешности — условию несмещенности оценки результата измерения.
Несмещенная оценка — статистическая оценка, математическое ожидание которой совпадает с оцениваемой величиной. Про несмещенную оценку говорят, что она лишена систематической ошибки.
Однако симметричность не является исчерпывающей характеристикой распределения. Следующим важным в метрологии признаком является компактность распределения. По этому признаку при фиксированном числе наблюдений предпочтительный ряд может быть определен индикатором эффективности. Эффективной называется та из нескольких возможных несмещенных оценок, которая имеет наименьшую дисперсию. Условию эффективности будет удовлетворять ряд с наименьшей суммой квадратов остаточных погрешностей.
Очевидно, что в практической метрологии эффективная оценка является предпочтительной. Признак эффективности свидетельствует о том, что субъективная составляющая случайной погрешности минимальна, наблюдения выполнялись более аккуратно и будет обеспечен наименьший размер случайной погрешности.
В теоретической метрологии рассматривается также состоятельная оценка, являющаяся идеальной моделью для многократных измерений, к которой желательно стремиться, но получить ее практически невозможно. При состоятельной оценке истинное и действительное значение совпадают, погрешность равна нулю. Это достигается бесконечным увеличением числа наблюдений. Состоятельной называется оценка, в которой при числе наблюдений, стремящемся к бесконечности, дисперсия стремится к нулю.
Достоверность результата измерения полагается высокой, если 
близка к единице ( — вероятность , с которой истинное значение физической величины удалено от действительного значения на интервал , не превышающий погрешности). В технических измерениях значение , как правило, принимается равным 0,95. Это говорит о том, что если проводить такие измерения 100 раз, то в 95 случаях истинное значение окажется удалено от действительного значения на интервал , размеры которого не превышают погрешности, а в 5 случаях окажется удалено на интервал , превышающий погрешность . Поэтому в измерениях, имеющих непосредственное влияние на безопасность и здоровье, значение принимается равным 0,99. Такую же вероятность назначают при однократных измерениях. Это объясняется тем, что при прочих равных обстоятельствах (в первую очередь , при одинаковом числе наблюдений), размеры и 
взаимосвязаны: чем больше , тем больше , следовательно, назначая высокую степень уверенности, мы рассматриваем наихудший вариант контролируемых событий.
Задавая большую степень неопределенности контролируемым посредством измерений событиям, мы получаем большую уверенность в том, что они произойдут.
Существует способ одновременно увеличивать достоверность и уменьшать неопределенность результата измерений, т.е. увеличивать и уменьшать . Этот способ — увеличение числа наблюдений, 
. Однако дополнительные наблюдения делают более дорогим процесс измерения. В этой связи актуален рассмотренный в первом разделе вопрос корректной записи результатов измерений.
2.5. Прямые равноточные измерения с многократными наблюдениями
Метод прямых равноточных измерений с многократными наблюдениями является основополагающим, используется в технических измерениях для повышения достоверности результата, является основой для многих методов метрологических измерений, для методов косвенных измерений.
Классификация прямых и многократных измерений рассмотрена выше. Требование прямых измерений связано с правилами учета погрешности. Современные средства измерений, как правило, являются сложными устройствами, выполняющими косвенное измерение физических величин. Однако результаты, как правило, рассматриваются как результаты прямых измерений, — поскольку погрешность косвенных измерений внутри средства измерений уже учитывается его классом точности.
Равноточность измерений истолковывается в широком смысле, как одинаковая распределенность (в узком смысле равноточность измерений понимается как одинаковость меры точности всех результатов измерений). Наличие грубых ошибок (промахов) означает нарушение равноточности как в широком, так и в узком смысле.
На практике условие равноточности считается выполненным, если наблюдения производятся одним и тем же оператором, в одинаковых условиях внешней среды, с помощью одного и того же средства измерения. При таких условиях будут получены равнорассеянные ( по -другому, равноточные, от слов равная точность ), т.е. одинаково распределенные случайные величины
Метод прямых равноточных измерений с многократными наблюдениями изложен в ГОСТ 8.207 — 76. В этом разделе дополнительно к ГОСТ 8.207 — 76 приводятся необходимые для выполнения расчетов сведения и комментарии.
Комментарии к ГОСТ 8.207 — 76. Раздел 2. Результат измерения и оценка его среднего квадратического отклонения
Результат измерения находят как среднее арифметическое результатов наблюдений:
где — число наблюдений.
Для оценки среднего квадратического отклонения результата измерения находим случайные отклонения результатов отдельных наблюдений, принимаем их за остаточные погрешности,
Для минимизации случайной и систематической составляющих погрешности, при наличии нескольких групп наблюдений (реализаций), используют два свойства остаточных погрешностей: сумма остаточных погрешностей равна нулю,
и сумма квадратов остаточных погрешностей минимальна,
Для дальнейших вычислений рекомендуется выбрать реализацию, удовлетворяющую этим условиям.
Степень рассеяния результатов наблюдений вокруг среднего арифметического значения характеризуется средним квадратическим отклонением, (СКО):
Среднее квадратическое отклонение результатов наблюдения — числовая характеристика из теории вероятности, в практической метрологии вместо него применяется оценка СКО:
Оценка СКО учитывает ограниченность объем а выборки: при малом объем е выборки оценка СКО будет заметно больше, чем СКО, а при большом объем е выборки оценка СКО не будет заметно отличаться от СКО.
Полученное значение СКО результатов наблюдения не так универсально, как среднее арифметическое исправленных результатов наблюдений и не может быть непосредственно принято за значение случайной погрешности результата измерения. Для этого, прежде всего, необходимо восстановить размерность физической величины, ликвидировав нелинейность преобразования физической величины, разделив СКО результатов наблюдения на корень из . Полученное значение принимают за оценку среднего квадратического отклонения результата измерения:
Комментарии к ГОСТ 8.207 — 76. Раздел 4. Доверительные границы не исключенной систематической погрешности результата измерения
Источники систематической погрешности разнообразны. Ее могут вызвать условия измерения, метод измерения, особенности средства измерения и другие причины. Существенный вклад вносит и трудно исключается инструментальная составляющая систематической погрешности. Эту составляющую будем рассматривать в качестве не исключенной систематической погрешности. При этом различаются основная и дополнительная инструментальная погрешность . Обе погрешности определяются классом точности средства измерения. Дополнительная погрешность возникает при выходе условий измерения за нормальные пределы и принимается равной удвоенному значению основной погрешности.
Предположим, что наблюдения были получены в результате измерения цифровым вольтметром, имеющим класс точности, обозначенный цифрой 1,5 в кружочке, причем условия измерения выходили за нормальные пределы.
Основная инструментальная погрешность :
Дополнительная инструментальная погрешность :
Вычисление систематической составляющей погрешности, 
и случайной составляющей погрешности, 
, а также определение на их основе погрешности результата измерения, , выполняется согласно ГОСТ 8.207 — 76.
Источник