Однократное измерение

из "Метрология, стандартизация и управление качеством "

Подавляющее большинство измерений являются однократными. Можно сказать, что в обиходе, в торговле, во многих областях производственной деятельности выполняются только однократные измерения. В обычных условиях их точность вполне приемлема, а простота, высокая производительность (количество измерений в единицу времени) и низкая стоимость (по оценке трудозатрат) ставят их вне конкуренции. Многие люди до конца своей жизни остаются знакомыми только с однократными измерениями. [c.84]
Результат однократного измерения описывается выражением (5), приведенным в разд. 3.1. Сам по себе он ни о чем еще не говорит, так как является случайным значением измеряемой величины. Необходимым условием проведения однократного измерения служит наличие априорной информации. К ней относится, например, информация о виде закона распределения вероятности показания и мере его рассеяния, которая извлекается из опыта предшествующих измерений. Если ее нет, то используется информация о том, насколько значение измеряемой величины может отличаться от результата однократного измерения. Такая информация бывает представлена классом точности средства измерений (см. разд. 2.3.3). К априорной относится информация о значении аддитивной или мультипликативной поправки (для конкретности ограничимся рассмотрением аддитивной поправки 0Л-). Если оно не известно, то это учитывается ситуационной моделью, согласно которой с одинаковом вероятностью значение поправки может быть, например, любым в пределах от min Д° тах- Без априорной информации выполнение однократного измерения бессмысленно. [c.84]
Порядок действий при однократном измерении показан на рис. 34. Предварительно проводится тщательный анализ априорной информации. В ходе этого анализа уясняется физическая сущность изучаемого явления, уточняется его модель, определяются влияющие факторы и меры, направленные на уменьшение их влияния (термостатирование, экранирование, компенсация электрических и магнитных полей и др.),значения поправок, принимается решение в пользу той или иной методики измерения, выбирается средство измерений, изучаются его метрологические характеристики и опыт выполнения подобных измерений в прошлом. Важным итогом этой предварительной работы должна стать твердая уверенность в том, что точности однократного измерения достаточно для решения поставленной задачи. Если это условие выполняется, то после необходимых приготовлений, включающих установку и подготовку к работе средства измерений, исключение или компенсацию влияющих факторов, выполняется основная измерительная процедура — получение одного значения отсчета. [c.84]
Отсчет, согласно основному постулату метрологии, является случайным числом. Ни одно из отдельных его значений не дает полного представления о таком числе. Поэтому уже на этапе получения отсчета -возникает дефицит измерительной информации, который может быть восполнен только за счет априорных сведений. [c.84]
Конечной целью измерительного эксперимента является получение достоверной количественной информации о значении измеряемой величины Q. На пути к достижению этой цели получение результата однократного измерения служит промежуточным этапом. Дальнейшее зависит от того, какая используется априорная информация. Проанализируем несколько конкретных вариантов. [c.85]
Вариант 1. Априорная информация отсчет, а следовательно и показание подчиняются нормальному закону распределения вероятности со средним квадратическим отклонением ст5. точное значение аддитивной поправки равно 0.. [c.85]
Вариант 3. Априорная информация отсчет, а следовательно и показание подчиняются неизвестному закону распределения вероятности со средним квадратическим отклонением ах точное значение аддитивной поправки равно 0.. [c.86]
Полученная формула носит название неравенства П.Л. Чебышева. Она устанавливает нижнюю границу вероятности того, что ни при каком законе распределения вероятности случайное значение результата измерения не окажется за пределами доверительного интервала. Эта граница нанесена на рис, 29 в виде нижней кривой. [c.87]
Соответствующая граница проходит выше и левее. На рис. 29 она показана пунктиром. [c.88]
Вариант 4. Априорная информация класс точности средства измерений таков, что значение измеряемой величины не может отличаться от результата однократного измерения больше чем на е точное значение аддитивной поправки равно ,.. [c.88]
Ситуационной моделью, учитывающей неопределенность значения поправки, является равномерный закон распределения вероятности 9 на интервале от min ДО тах. Закон распределения вероятности результата измерения Q представляет собой композицию законов распределения вероятности показания и ситуационной модели. Композиция, в которую входит ситуационная модель, не подчиняется вероятностно-статистическим закономерностям. Однако по аналогии с вариантом 1 в 1981 году Международным комитетом мер и весов рекомендовано считать, что с высокой вероятностью среднее значение композиции, равное значению измеряемой величины, не отличается от результата однократного измерения, больше чем на е = kug, где UQ = - а. + н а коэффициент k, аналогичный коэффициенту t, устанавливается по соглашению. Обычно он принимается равным 2. .. 3. [c.88]
Рассмотренный пример позволяет сделать несколько замечаний. [c.89]
Замечание 2. Цель измерения состоит з уточнении значения измеряемой величины. Если измерительная информация не предназначена для дальнейшей обработки (переработки), то она должна быть представлена в форме, удобной для восприятия человеком. Такой формой является указание пределов, в которых находится значение измеренной величины. Не рекомендуется пользоваться записью Q = Qj е, так как в силу особенностей человеческой психики при этом возникает некоторая доминанта, акцент на середину интервала, для чего нет никаких оснований. Все значения Q в интервале Qf- е Q QiЛ е равновероятны. [c.89]
Замечание 4 касается достоверности измерений. Под достоверностью понимается степень доверия к тому, что значение измеренной величины находится в указанном интервале. Рассмотрим два случая, чаще всего встречающиеся на практике. [c.89]
Таким образом, в рассматриваемом случае доверительная вероятность является мерой достоверности измерений. [c.91]
4 отмечалось, что при измерениях никто не застрахован от ошибок. Может оказаться ошибочным и единственное значение отсчета xt при однократном измерении. Во избежание такой ошибки однократное измерение рекомендуется 2. .. 3 раза повторить без совместной обработки полученных результатов. [c.93]

Вернуться к основной статье