Измерительный эксперимент

Средства измерения

Модель объекта измерения

Методы измерения

Объект измерения

Что исследуем? Как это будет себя вести? Как измерять? Чем измерять?

ЭВМ или экспериментатор

Кто занимается экспериментом?

Получаем результат измерения с определенной точностью и погрешностью ΔX

А ещё на весь наш измерительный эксперимент воздействуют влияющие факторы

Постоянные во времени

или меняющиеся по Постоянные и случайные вместе Случайные

определённому закону

Причины появления погрешностей:

1) Методические

а) несоответствие модели и объекта

Пусть объект измерения – генератор.

Г

U_MAX

U_ВЫХ X = U_MAX = ?

Подключаем генератор, естественно, к вольтметру…

Г

V

и вот, что вольтметр показал 0 200 300 V

U_α = 200 В

А нам необходимо было максимальное напряжение U_MAX, которое равно:

где К – тот неизвестный коэффициент, при увеличении на который напряжение выдает нам «у-максимальное».

И вот тут встаёт проблема выбора дальнейшей модели:

- если напряжение – в синусоидальном режиме (как мы предположили в самом начале), то коэффициент К = , как известно из курса электрических цепей.

- если же напряжение не в синусоидальном режиме, то и коэффициент, соответственно, не , а что-нибудь другое.

Вот вам наглядный пример ошибки в выборе модели.

б) аналого-дискретные преобразования

A

Квантованная функция

Аналоговая функция

0 t1 t2 t3

t

Ошибка, то есть разность между аналоговой и квантованной функцией существует и равна шагу квантования.

2) Инструментальная погрешность

а) погрешность самого прибора

Определяется классом точности прибора К и по .

б) погрешность взаимодействия средства измерения с объектом измерения

Объект измерения

Средство измерения

Взаимосвязь

Пример:

Измеряем напряжение на резисторе. Имеем резистор, подключаем, естественно, параллельно, к нему вольтметр…

V

+

R U_R = ?

_

Необходимо учитывать несколько условий: во-первых, сопротивление резистора и вольтметра должно подбирать таким образом, чтобы прибор не закорачивал резистор, иначе просто нечего будет измерять, а во-вторых сопротивление вольтметра должно быть очень большим, в идеале - стремиться к бесконечности.

3) Личные особенности экспериментатора и его состояние

Экспериментирующий может совершать промахи (грубые погрешности, которые на первой же стадии обработки изымаются из протокола наблюдений) или просто произвести неправильный «отсчет шкалы» прибора.

Вот и

0 ошибка

X_{ПО ПРИБОРУ} = 200 В X_{В ПРОТОКОЛЕ} = 250 В

4) Вычислительные погрешности, связанные с особенностями ЭВМ и особенностями принимаемых алгоритмов расчёта

5) Погрешности, связанные с влияющими факторами (как то: температура, частота, влажность, давление и проч.)

а) постоянные или меняющиеся по определённому закону (получше)

б) случайные (пострашнее)