Причины возникновения погрешностей измерений и способы их уменьшения

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Институт технологий от крытого образования

Департамент индивидуального непрерывного обучения

Кафедра Строительного производства и экспертизы недвижимости

Причины возникновения погрешностей измерений и способы их уменьшения

реферат по дисциплине «Основы метрологии, стандартизации

сертификации и контроля качества»

СТ.З.080301.340023д.08.08.РФ.16

Студент гр. СТЗ-340023д  _______________  Быкова К.В.

Ст.преподаватель                _______________  Бусова Н.Н.

Екатеринбург 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………………. ..3

1. Причины возникновения погрешностей измерений.................................................4

2. Разновидности погрешностей ……..........................................................……......5-10

3. Особенности погрешности измерений в строительстве…………………………..11

4. Методы уменьшения погрешностей измерений………………………………...12-15

5. Требования к измерениям в сфере государственного регулирования Об обеспечении единства измерений……………...…………………….......................16-17

Заключение…………………………………………………………………...................18

Библиографический список ……………………....…………………………. ……….19

Введение

Целью данного реферата является изучение вопроса о причинах возникновения погрешностей измерений и способов их уменьшения.

Для достижения данной цели будут рассмотрены такие разделы как:

разные виды погрешностей, причины возникновения погрешностей измерений, особенности погрешности измерений в строительстве, методы уменьшения погрешностей измерений.

Объект исследования данного реферата является погрешности измерений.

Предметом исследования являются: погрешность средств измерений; погрешность результата измерения; инструментальные и методические погрешности; основная и дополнительная погрешности; причины возникновения погрешностей; методы уменьшения случайных, систематических погрешностей;

Погрешностью измерения называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения.

Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение никакой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. (Это отклонение принято называть ошибкой измерения). Возможно лишь оценить величину этого отклонения, например, при помощи статистических методов. На практике вместо истинного значения используют действительное значение величины, то есть значение физической величины, полученное экспериментальным путём и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. Такое значение, обычно, вычисляется как среднестатистическое значение, полученное при статистической обработке результатов серии измерений. Это полученное значение не является точным, а лишь наиболее вероятным. Поэтому в измерениях необходимо указывать, какова их точность. Для этого вместе с полученным результатом указывается погрешность измерений.

1. Причины возникновения погрешностей измерений

Причинами возникновения погрешностей являются: несовершенство методов измерений, технических средств, применяемых при измерениях, и органов чувств наблюдателя. В отдельную группу следует объединить причины, связанные с влиянием условий проведения измерений. Последние проявляются двояко. С одной стороны, все физические величины, играющие какую-либо роль при проведении измерений, в той или иной степени зависят друг от друга. Поэтому с изменением внешних условий, изменяются истинные значения измеряемых величин. С другой стороны, условия проведения измерений влияют и на характеристики средств измерений, и на физиологические свойства органов чувств наблюдателя и через их посредство становятся источником погрешностей.

Названные причины возникновения погрешностей определяются совокупностью большого числа факторов, под влиянием которых складывается суммарная погрешность измерения. Их можно объединить в две основные группы.

Первую группу составляют факторы, проявляющиеся весьма нерегулярно и столь же неожиданно исчезающие или проявляющиеся с интенсивностью, которую трудно предвидеть. К ним относятся, например, перекосы элементов приборов в их направляющих, нерегулярные изменения моментов трения в опорах, малые флуктуации влияющих величин, изменение внимания операторов и т д.

Вторая группа факторов, определяющая суммарную погрешность измерения, – это факторы, постоянные или закономерно изменяющиеся в процессе измерительного эксперимента, например, плавные изменения влияющих величин или погрешности применяемых образцовых мер.

Примерами систематических аддитивных погрешностей являются погрешности от постороннего груза на чашке весов, от неточной установки прибора на нуль перед измерением, от термо-ЭДС в цепях постоянного тока и т. п. Для устранения таких погрешностей во многих СИ предусмотрено механическое или электрическое устройство для установки нуля (корректор нуля).

Примерами случайных аддитивных погрешностей являются погрешность от наводки переменной ЭДС на вход прибора, погрешности от тепловых шумов, от трения в опорах подвижной части измерительного механизма, от ненадежного контакта при измерении сопротивления, погрешность от воздействия порога строгания приборов с ручным или автоматическим уравновешиванием и т. п.

Причинами возникновения мультипликативных погрешностей могут быть: изменение коэффициента усиления усилителя; измерение жесткости мембраны датчика манометра; изменение опорного напряжения в цифровом вольтметре и т.д.

2. Разновидности погрешностей

Качество средств и результатов измерений принято характеры - вешать указанием их погрешностей. Но так как характер проявления и причины возникновения погрешностей как средств, так и результатов измерений весьма разнообразны, то в практике установилось деление погрешностей на разновидности, за каждой из которых закреплено определенное наименование. Этих наименовании около 30, и тот, кто так или иначе связан с измерениями, должен четко усвоить эту терминологию.

Погрешность результата измерения — это число, указывающее возможные границы неопределенности полученного значения измеряемой величины. 

          Погрешность измерительного прибора — это его определенное свойство, для описания которого приходится использовать соответствующие правила. Поэтому полагать, что воспользовавшись, например, вольтметром класса точности 1,0, т. е. имеющим предел приведенной погрешности, равный 1 %, мы получаем и результат измерения с погрешностью равной 1%, — грубейшая ошибка. Естественно погрешности средств измерений и погрешности результатов измерений — понятия не идентичные.

Классификация погрешностей:

По виду выражения:

Абсолютной погрешностью или погрешностью приближенного числа называется разность между этим числом и его точным значением (из большего числа вычитается меньшее).

Относительная погрешность  – это погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности в результате измерений или действительному значению измеряемой величины. Относительная погрешность является безразмерной величиной; её численное значение может указываться, например, в процентах.

Приведенная  погрешность – это относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условию, принятому значению величины постоянному во всем диапазоне измерений (или части диапазона) Для множества средств измерений по приведенной погрешности устанавливают класс точности. Приведенная погрешность вводится потому что относительная погрешность характеризует погрешность только в данной точке шкалы и зависит от значения измеряемой величины.

По виду источника:

Инструментальными (приборными или аппаратурными) погрешностями средств измерений называются такие, которые принадлежит данному средству измерений, могут быть определены при его испытаниях и занесены в его паспорт.

Однако, кроме инструментальных погрешностей, при измерениях возникают еще и такие погрешности, которые не могут быть приписаны данному прибору, не могут быть указаны в его паспорте и называются методическими т. е. связанными не с измерительным прибором, а с методом проведения намерений. Очень часто причиной возникновения методической погрешности является то, что, организуя измерения, нередко измеряют или вынуждены измерять не ту величину, которая в принципе должна быть измерена, а некоторую другую, близкую, но не равную ей.

Наглядный пример этого — выбор метода построения прибора для измерения запаса горючего в баке автомобиля. Ясно, что суммарная энергия, запасенная в топливе, определяется его массой (а не объемом) и для ее измерения нужны весы. Но совмещение топливного бака с весовым механизмом резко усложняет конструкцию. Поэтому разработчик заменяет весы простейшим поплавковым уровнем, хотя уровень топлива зависит и от наклона бака, и от температуры и лишь весьма приближенно отражает массу топлива.

Если же погрешности вызваны тем, что пользователь сам измеряет не ту величину, которая в действительности его интересует, и вследствие этого возникают погрешности, которые не могли быть изучены разработчиком и внесены в паспорт прибора, то ответственность за установление размера этих уже чисто методических погрешностей целиком лежит на пользователе средств измерений.

Примером такой методической погрешности может служить погрешность, возникающая при измерении напряжения вольтметром. Вследствие шунтирования входным сопротивлением вольтметра того участка цепи, на котором измеряется напряжение, оно оказывается меньшим, чем было до присоединений вольтметра. Поэтому для одного и того же вольтметра, присоединяемого поочередно к разным участкам исследуемой цепи, эта погрешность различна; на низкоомных участках — ничтожна, а на высокоомных — может быть очень большой. Естественно, размер этой переменной погрешности не может быть указан в паспорте прибора и она является методической.

Субъективная погрешность - это погрешность возникающая из-за низкой степени квалификации оператора средства измерений, а также из-за погрешности зрительных органов человека, т. е. причиной возникновения субъективной погрешности является человеческий фактор.

По взаимодействию изменений во времени и входной величины:

Они присущи как средствам, так и методам измерений, различают по их зависимости от скорости изменения измеряемой величины во времени. Погрешности, не зависящие от этой скорости, называются статическими. Погрешности же, отсутствующие, когда эта скорость близка к нулю, и возрастающие при ее отклонении от нуля, называются динамическими. Таким образом, динамические погрешности являются одной из разновидностей дополнительных погрешностей, вызываемой влияющей величиной в виде скорости изменения во времени самой измеряемой величины.

По характеру изменений:

Наиболее часто встречаются постоянные погрешности, которые сохраняют свое значение в течение всего периода выполнения измерений.

Эти погрешности могут быть выявлены, изучены, и результат измерения может быть уточнен

- введением поправок, если числовые значения этих погрешностей определены,

- или исключением влияния  этой систематической погрешности  без ее определения.

Переменные погрешности - это погрешности, изменяющие свое значение в процессе измерения.

Они могут быть непрерывно возрастающими или убывающими.

Как правило, эти погрешности определяются процессами износа или старения узлов и деталей средства измерения - износа контактирующих элементов, старения конденсаторов, резисторов и т.д.

Вследствие этого определенные характеристики измерительных приборов изменяются, приводя, как правило, к возрастанию погрешности средств измерений.

Систематическими называются погрешности, не изменяющиеся с течением времени или являющиеся не изменяющимися во времени функциями определенных параметров. Основной отличительный признак систематических погрешностей состоит в том, что они могут бить предсказаны и благодаря этому почти полностью устранены введением соответствующих поправок. Особая опасность постоянных систематических погрешностей заключается в том, что их присутствие чрезвычайно трудно обнаружить, В отличие от случайных, прогрессирующих или являющихся функциями определенных параметров погрешностей постоянные систематические погрешности внешне себя никак не проявляют и могут долгое время оставаться незамеченными. Единственный способ их обнаружения состоит в поверке прибора путем повторной аттестации по образцовым мерам или сигналам,

Примером систематических погрешностей второго вида служит большинство дополнительных погрешностей, являющихся не изменяющимися во времени функциями вызывающих их влияющих величин (температур, частот, напряжения и т.п.). Эти погрешности благодаря постоянству во времени функций влияния также могут быть предсказаны и скорректированы введением дополнительных корректирующих преобразователей воспринимающих влияющую величину и вводящих соответствующую поправку в результат измерения.

Прогрессирующими (или дрейфовыми) называются непредсказуемые погрешности, медленно изменяющиеся во времени. Эти погрешности, как правило, вызываются процессами старения тех или иных деталей аппаратуры (разрядкой источников питания, старением резисторов, конденсаторов, деформацией механических деталей, усадкой бумажной ленты в самопишущих приборах и т.п.). Особенностью прогрессирующих погрешностей является то, что они могут быть скорректированы введением поправки лишь в данный момент времени, а далее вновь непредсказуемо возрастают. Поэтому в отличие от систематических погрешностей, которые могут быть скорректированы поправкой, найденной один раз на весь срок службы прибора, прогрессирующие погрешности требуют непрерывного повторения коррекции и тем более частой, чем меньше должно быть их остаточное значение. Другая особенность прогрессирующих погрешностей состоит в том, что их изменение во времени представляет собой нестационарный случайный процесс и поэтому в рамках хорошо разработанной теории стационарных случайных процессов они могут быть описаны лишь с оговорками.

Случайными погрешностями называют непредсказуемые ни по знаку, ни по размеру (либо недостаточно изученные) погрешности. Они определяются совокупностью причин, трудно поддающихся анализу. Присутствие случайных погрешностей (в отличие от систематических) легко обнаруживается при повторных измерениях в виде некоторого разброса получаемых результатов. Таким образом, главной отличительной чертой случайных погрешностей является их непредсказуемость от одного отсчета к другому. Поэтому описание случайных погрешностей может быть осуществлено только на основе теории вероятностей в математической статистики.

Тем не менее, так как большинство составляющих погрешностей средств и результатов измерений являются случайными погрешностями, то единственно возможным разработанным способом их описания является использование положений теории вероятностей и ее дальнейшего развития применительно к процессам передачи информации в виде теории информации, а для обработки получаемых экспериментальных данных, содержащих случайные погрешности, — методов математической статистики. Поэтому именно эта группа фундаментальных разделов математики является основой для развития современной теории оценок погрешностей средств, процессов и результатов измерений.

По причинам и условиям возникновения:

Любой датчик, измерительный прибор или регистратор работают в сложных, изменяющихся во времени условиях. Это прежде всего обусловлено тем, что процесс измерения — это сложное многогранное явление, характеризующееся множеством воздействующих на прибор (как со стороны объекта, так и внешней среды, источников питания и т. д.) отдельных факторов. Каждый из этих факторов может быть измерен в отдельности, но в реальных условиях прямых измерений действует на измерительный прибор или датчик совместно со всеми остальными факторами. Интересующий нас единственный фактор из всего множества воздействующих мы называем измеряемой величиной. Мы требуем от прибора или датчика, чтобы он выглядел из всего множества действующих на него величин только ту, которую мы назвали измеряемой, и отстроился от действия на него всех остальных величин, которые мы именуем влияющими мешающими или помехами.

Естественно, что в этих условиях прибор наряду с чувствительностью к измеряемой величине неминуемо имеет некоторую чувствительность и к неизмеряемым, влияющим величинам. Прежде всего это температура, тряска и вибрации, напряжение источников питания прибора и объекта, коэффициент содержания гармоник питающих напряжений и т. п.

Погрешность прибора в реальных условиях, его эксплуатации называется эксплуатационной и складывается из его основной погрешности и всех дополнительных и может быть, естественно, немного больше его основной погрешности. Таким образом, деление погрешностей на основную и дополнительные является чисто условным и оговаривается в технической документации на каждое средство измерений.

Предел допускаемой основной погрешности – наибольшая основная погрешность средств измерения, при которой СИ может быть годным и допущено к применению по техническим условиям.

Предел допускаемой дополнительной погрешности – наибольшая дополнительная погрешность, при которой СИ допущено к применению.

По зависимости от измеряемой величины: 

Аддитивные погрешности (не зависит от измеряемой величины)

Мультипликативные погрешности (пропорционально значению измеряемой величины).

Мультипликативная погрешность по-другому называется погрешностью чувствительности.

Аддитивная погрешность обычно возникает из-за шумов, наводок, вибраций, трения в опорах. Пример: погрешность нуля и погрешность дискретности (квантования).

Мультипликативная погрешность вызывается погрешностью регулировки отдельных элементов измерительных приборов. Например, из-за старения (погрешность чувствительности СИ).

В зависимости от того, какая погрешность прибора является существенной, нормируют метрологические характеристики.

Если существенна аддитивная погрешность, то предел допустимой основной погрешности нормируют в виде приведенной погрешности.

Если существенна мультипликативная погрешность, то предел допустимой основной погрешности определяют по формуле относительной погрешности. 

3. Особенности погрешности измерений в строительстве

При определении специальных свойств различных строительных материалов стандартные измерительные средства применяются в качестве вспомогательных в комплекте со специальными измерительными приборами, разработанными только для данного испытания. Точность определения заданного параметра при этом зависит, как правило, от ряда специальных операций, выполняемых при испытаниях. Например, можно рассмотреть влияние погрешностей на точность измерения горизонтальных углов.

Выделяют следующие основные погрешности:

1. центрирования  (установка оси вращения теодолита над вершиной измеряемого угла),  

2. редуцирования (внецентренное  положение визирной цели, вычисляемой  по формуле аналогичной погрешности  центрирования), 

3. визирования  (зависит от увеличения зрительной трубы),

4. отсчетов на лимбе,  принимаемой равной  половине  точности отсчетного устройства.

Большинство методов и средств испытаний строительных материалов регламентированы только строительными стандартами (например, ГОСТ 26433.0-85) и не проходили метрологическую экспертизу. Например, при определении подвижности, жёсткости бетонных смесей, морозостойкости бетона, прочности с использованием некоторых неразрушающих методов погрешность измерений остаётся неизвестной и допуск на определяемый параметр, как правило, не задан. Однако используемые приборы имеют простые надёжные конструкции, и точность определения технологического параметра (например, подвижности) оказывается достаточной для осуществления технологического процесса. 

При определении наиболее ответственных функциональных параметров, например прочности бетона при разрушении контрольных кубов, учитываются возможные отклонения от значений, полученных при испытании.

Погрешность стандартного измерительного средства (пресса) ничтожна мала по сравнению с рассеиванием, связанным с неоднородностью материала, и не учитывается при расчёте гарантированной прочности.

Качество возведения зданий и сооружений во многом определяется также точностью геометрических параметров, для контроля которых используются в основном стандартные измерительные средства. При этом геодезические средства измерений, как наиболее ответственные, полностью обеспечиваются поверкой

4. Методы уменьшения погрешностей измерений

Так как случайные и систематические погрешности при повторных измерениях ведут себя различно, отличаются и методы их уменьшения.

Общим методом уменьшения погрешностей является конструктивно - технологический метод, основанный на выявлении и устранении причин и источников возникновения погрешностей. Примерами использования такого метода являются: термостатирование прибора (для исключения температурной погрешности), применение экранов и фильтров (для уменьшения погрешностей от влияния электромагнитных полей, наводок и др.), применение искусственного старения (для уменьшения прогрессирующей погрешности от старения элементов), рациональное расположение средств измерений по отношению друг к другу, к источнику влияющих воздействий и к объекту исследования (например, магнитоэлектрические приборы должны быть удалены друг от друга) и др. Во многих случаях использование данного метода для достижения требуемой точности измерения встречает большие затруднения и может привести к резкому возрастанию стоимости средств измерений.

Более широкое применение получили методы уменьшения погрешности измерений, основанные на введении структурной и (или) временной избыточности, т. е. на введении дополнительных средств измерений (измерительных преобразователей, приборов и др.) и (или) выполнении дополнительных измерений, результаты которых обрабатываются по определенному алгоритму.

    Методы уменьшения случайных погрешностей

Легко видеть, что влияние случайных ошибок на результат измерений может быть уменьшено при многократном повторении опыта. Трение коромысла весов приводит к тому, что в одних опытах для веса тела получаются завышенные значения, а в других — заниженные. Произведя измерения несколько раз и вычислив среднее значение веса тела, можно существенно улучшить точность измерений, так как преувеличенные и преуменьшенные значения почти скомпенсируют друг друга.

Случайные погрешности нельзя заранее выявить и устранить до и в процессе измерения. Они могут быть уменьшены при многократных наблюдениях одной и той же величины, фильтрацией погрешностей и др.

Усреднение результатов многократных наблюдений при постоянстве значения измеряемой величины является наиболее эффективным методом уменьшения случайной погрешности измерения. При проведении многократных наблюдений одного и того же значения физической величины во многих случаях в качестве результата измерения выбирается среднее значение результатов наблюдений. В этом случае среднее квадратическое отклонение результата измерения уменьшается.

Эффективным способом уменьшения действия помех, а следовательно, и случайной погрешности является фильтрация. Целью фильтрации является получение оптимальной оценки измеряемой величины. Погрешность оценки представляет функцию времени. В качестве критерия оптимальной оценки используют некоторый функционал от погрешности оценки на временном интервале наблюдения (например, средний квадрат погрешности). Для реализации оптимальной фильтрации необходима априорная информация о характеристиках измеряемой величины и помехи (случайной погрешности). Различают линейную и нелинейную фильтрацию. Следует отметить, что в средствах измерения линейная фильтрация реализуется более просто, чем нелинейная и применяется чаще. При правильном выборе фильтра погрешность от действия помех (случайная погрешность) становится минимальной.

Следовательно, можно сделать вывод, что существует всего несколько методов уменьшения случайных погрешностей:

1 Метод многократных измерений.

  2. Метод комплексирования.

Проводят измерения одной и той же величины при следующих условиях:

А) несколькими однотипными СИ одновременно

Б) разнотипными

С) различными методами( разными группами экспериментаторов)

В дальнейшем проводится объединение результатов наблюдений по алгоритму средневзвешенной оценки, более точным наблюдениям больший вес. Объединение может быть только для равноточных результатов по систематической погрешности.

3. Метод косвенных измерений.

В отдельных случаях позволяет уменьшить случайную погрешность.

Уменьшение постоянных систематических погрешностей

Для уменьшения постоянной систематической погрешности наибольшее распространение получили следующие методы: введение поправок, метод замещения, метод компенсации погрешности по знаку.

Введение поправок является широко используемым методом исключения систематических погрешностей. Поправкой называют величину, которую надо прибавить к результату измерения с целью исключения систематической погрешности.

Поправки могут быть определены различными способами: расчетным путем (например, поправки на погрешность от собственного потребления мощности средством измерения); по результатам поверки средств измерений в рабочих условиях, что дает возможность учесть все систематические погрешности без выяснения причин их возникновения.

Метод замещения (метод разновременного сравнения) является одним из наиболее распространенных методов устранения большинства систематических погрешностей и заключается в том, что воздействие на измерительный прибор измеряемой величины заменяется эквивалентным, известным воздействием на прибор регулируемой меры. Измерение осуществляется в два этапа. При сохранении условий эксперимента неизменными за результат измерения принимается значение известной величины, определяемое по указателю переменной меры. Погрешность измерения при этом будет определяться погрешностью меры и случайной погрешностью измерительного прибора, умноженной наÖ2. Метод замещения широко используется для повышения точности измерения величин, для которых существуют точные регулируемые меры (например, при измерении сопротивлений, емкостей и др.).

Метод компенсации погрешности по знаку применяется для исключения известных по природе, но неизвестных по значению погрешностей, источники которых имеют направленное действие (погрешности от влияния магнитных полей, термо-ЭДС и др.). Для устранения таких погрешностей измерения проводят дважды (или четное число раз) так, чтобы систематическая погрешность входила в результаты измерений с противоположными знаками. Среднее значение из двух полученных результатов является окончательным результатом измерения.

Метод противопоставления позволяет исключить мультипликативную составляющую систематической погрешности. Для этого проводят два измерения. В первом - измеряемую величину Х подают на вход измерительного преобразователя ИП1 с коэффициентом преобразования К1, а на вход второго преобразователя ИП2 с коэффициентом преобразования К2(К1¹К2) подают величину, воспроизводимую мерой Х0. Затем изменением Х0 производят уравновешивание. При этом Х.К1, = Х01.К2. При втором измерении объект измерения и меру меняют местами и вновь производят уравновешивание Х.К2= ХО2.К1, (ХО1и ХО2- значения величин, воспроизводимых мерой, которым соответствует нулевое показание индикатора нуля).

Если отношение коэффициентов преобразования К1/К2остается постоянным, то результат измерения Х не содержит мультипликативной погрешности и его можно определить как

Х =ÖХО1ХО2. 

При незначительном отличии коэффициентов преобразования К1и К2друг от друга для определения измеряемой величины Х можно использовать приближенное выражение

Х »(ХО1+ХО2)/2.

Примером метода противопоставления является взвешивание на равноплечих весах, при котором уравновешивание весов осуществляется дважды. Во втором случае взвешиваемое тело и гири меняются местами. При этом устраняется погрешность, обусловленная неравноплечестью весов.

Уменьшение переменных систематических погрешностей

Переменные систематические погрешности зависят от изменяющихся внешних воздействий, значения которых обычно неизвестны и для их уменьшения используются методы, основанные на использовании структурной и временной избыточности.

Метод образцовых сигналов заключается в том, что в процессе цикла измерений на вход средства измерений периодически вместо измеряемой величины Х подаются образцовые сигналы (меры) Х01, Х02, ..., Х0n. Процесс измерения состоит из n + 1 тактов. Сначала измеряют величину Х. В последующих тактах производится измерение поочередно подключаемых через коммутатор (К) к средству измерения (СИ) образцовых мер. Результаты всех измерений образуют систему уравнений, из решения которой находится значение измеряемой величины .

Значение Х не зависит от изменяющихся параметров характеристики преобразования средства измерения. Метод образцовых мер позволяет уменьшить все составляющие систематической погрешности (аддитивную, мультипликативную, погрешность линейности), но только в тех точках диапазона измерений, которые соответствуют образцовым сигналам.

Метод вспомогательных измерений используется для исключения погрешностей от влияющих величин и неинформативных параметров измеряемого сигнала. Для реализации этого метода одновременно с измеряемой величиной Х при помощи вспомогательных средств измерений (ВСИ) производится измерение каждой из влияющих величин yi и вычисление с помощью вычислительного устройства (ВУ) поправок DYi к результатам измерения. Метод вспомогательных измерений применим для снижения влияния тех дестабилизирующих факторов, которые могут быть легко учтены, но при этом необходимо знать зависимость погрешности средства измерения от этих факторов. В качестве объектов вспомогательных измерений могут выступать и неинформативные параметры входного сигнала.

Метод симметричных наблюдений применяется для устранения прогрессирующей (мультипликативной) систематической погрешности, изменяющейся по линейному закону во времени. Он заключается в проведении многократных наблюдений через равные промежутки времени с последующим усреднением результатов измерений, симметрично расположенных относительно среднего измерения. Измерение выполняется в четыре этапа.

Метод периодических измерений применяется в том случае, если влияющая величина, создающая систематическую погрешность, изменяется по периодическому закону. В этом случае два измерения проводят через половину периода, когда погрешность имеет противоположные знаки, но равные значения. В результате усреднения результатов измерений систематическая погрешность исключается.

Требования к измерениям в сфере государственного регулирования

Об обеспечении единства измерений

1. Измерения, относящиеся  к сфере государственного регулирования  обеспечения единства измерений, должны выполняться по первичным  референтным методикам измерений, референтным методикам измерений  и другим аттестованным методикам измерений, за исключением методик измерений, предназначенных для выполнения прямых измерений, с применением средств измерений утвержденного типа, прошедших поверку. Результаты измерений должны быть выражены в единицах величин, допущенных к применению в Российской Федерации.

2. Методики измерений, предназначенные  для выполнения прямых измерений, вносятся в эксплуатационную  документацию на средства измерений. Подтверждение соответствия этих  методик измерений обязательным  метрологическим требованиям к  измерениям осуществляется в процессе утверждения типов данных средств измерений. В остальных случаях подтверждение соответствия методик измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется путем аттестации методик измерений. Сведения об аттестованных методиках измерений передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений проводящими аттестацию юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.

3. Аттестацию референтных методик измерений и методик измерений, относящихся к сфере государственного регулирования, проводят юридические лица и индивидуальные предприниматели, аккредитованные в соответствии с законодательством Российской Федерации.

4. Порядок аттестации первичных референтных методик измерений, референтных методик измерений и методик измерений и их применения устанавливается федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативноправовому регулированию в области обеспечения единства измерений.

5. Федеральные органы  исполнительной власти, осуществляющие  нормативно-правовое регулирование  в областях деятельности, по согласованию с федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений, определяют измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, и устанавливают к ним обязательные метрологические требования, в том числе показатели точности измерений. При установлении обязательных метрологических требований могут использоваться результаты измерений, полученные с применением референтных методик измерений, а также первичных референтных методик измерений.

5.1. Первичная референтная методика измерений и референтная методика измерений утверждаются федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений.

6. Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений, ведет единый перечень измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. 

Заключение

Поставленная мною цель в начале достигнута. Рассмотрены причины возникновения погрешностей, разные виды, их классификация и способы их уменьшения.

Причинами возникновения погрешностей является совокупность большого числа факторов, которые можно объединить в две основные группы:

- факторы, появляющиеся нерегулярно, которые трудно предвидеть;

- факторы, закономерно изменяющиеся  при проведении измерений, которые  проявляются постоянно.

Появление случайных погрешностей зависит от большого числа несущественных факторов. Случайные ошибки от каждого из них невозможно выявить, учесть и исключить в отдельности. Но можно рассматривать как результат суммарного воздействия всех факторов на результат измерений и учитывать с помощью методов теории вероятности.

В отличие от случайных систематические погрешности остаются постоянными или закономерно изменяются. При надлежащей постановке эксперимента их обычно удается вычислить и исключить из результатов.

Особенностью измерений является то, что при их повторении на более высоком научно-техническом уровне результат измерения не совпадает абсолютно точно с ранее полученными значениями (например, разработаны новые электронные средства линейно-угловых измерений высокой точности, которые позволяют пересмотреть в сторону уменьшения некоторые допуски на различные виды работ в строительстве).

Это приводит к заключению, что полностью исключить погрешности невозможно, можно лишь снизить их до минимальных размеров, тем самым увеличить точность, а, следовательно, и качество выпускаемых строительных материалов, изготовление конструкций и деталей, а если взять вообще, то и возведение зданий и сооружений полностью.

Библиографический список

1. Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ (ред. от 13.07.2015). "Об обеспечении единства измерений".

2. Федеральный закон № 184-ФЗ (ред. 2016г.). "О техническом  регулировании".

3. СТП УГТУ-УПИ 5-1-2003.  Текстовые и графические учебные документы по архитектурно-строительной тематике. Общие требования. Екатеринбург. РИО ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.-2003.-68с.

4. ФМГ 29-2013 ГСИ.Метрология. Основные  термины и определения.

5. С.В. Пономарев, Г.В. Шишкина, Г.В. Мозгова Метрология, Стандартизация, Сертификация

6. . Яблонский, О.П. Основы стандартизации, метрологии, сертификации / О.П. Яблонский, В.А. Иванова. – Ростов н/Д : Феникс, 2004. – 448 с.

7. Сергеев, А.Г. Метрология : учебное пособие для вузов / А.Г. Сергеев, В.В. Крохин. – М. : Логос, 2000. – 408 с.

8. А. А. Гончаров, В. Д. Копылов. Метрология, стандартизация и сертификация.

9. ГОСТ 8.417-2002*

10. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для ВУЗов. С-Пб.: Питер, 2-ое издание, 2004-432 с.

11.      Алексеев В. С., Белова Л. А. Метрология, стандартизация и сертификация. Шпаргалка. М.: ЛитРес, 2009-32 с.