Погрешности, возникающие вследствие внешних влияний на средства измерения или объекты измерения

Влияние температуры. Большинство измерительных приборов дает верные показания при температуре +20°С. При отклонении от этой температуры результаты измерений искажаются.

На температуру воздуха оказывают влияние потоки теплого или холодного воздуха, источниками которых являются радиаторы центрального отопления, электрические плитки, окна. Для уменьшения влияния этих причин, например при калориметрических измерениях, необходимо экранировать пламя горелки или плитку, и опыты проводить дальше от окон и радиаторов.

Влияние магнитных полей (магнитного поля Земли и магнитных полей токов) устраняют экранированием. В измерительных приборах экранирование предусмотрено их конструкцией, но оно не является полным.

Влияние вредных вибраций и сотрясений устраняют путем применения различных амортизаторов (пружин, резиновых прокладок, демпферов и т.п.).

Систематические погрешности возникают регулярно или закономерно, т.е. повторяются от измерения к измерению или изменяются по определенному закону. Так установка на ноль риски микрометра обеспечит одну и ту же ошибку в каждом измерении. А изменение сопротивления проводника из-за его нагревания при пропускании по нему электрического тока приведет к увеличению сопротивления проводника и, следовательно, уменьшению тока в цепи. Значит и показания амперметра будут отличаться от расчетных. Причем, чем больше сопротивление и меньше ток, тем больше это расхождение.

Систематические погрешности связаны с ограниченной точностью изготовления прибора (погрешностью прибора), неправильным выбором метода измерений, неправильной установкой прибора. Они также появляются, если пренебречь действием некоторых внешних факторов.

Погрешности метода измерения –это погрешности, возникающие вследствие несовершенства применяемого метода измерения или из-за наличия допущений и упрощений в применяемых эмпирических формулах. Так, при измерении диаметра шарика измерительной линейкой допускается большая погрешность, чем при использовании штангенциркуля (даже без учета десятых долей миллиметра). Однако, если при помощи штангенциркуля измерять расстояние между двумя точками на бумаге, то на такое измерение уйдет много времени, а точность его будет вряд ли больше, чем при измерении линейкой, хотя сам по себе штангенциркуль способен обеспечить большую точность.

Инструментальные погрешности – это погрешности, возникающие при изготовлении меры или измерительного прибора.

Все меры и измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие. Образцовые меры и измерительные приборы служат для воспроизведения и хранения единиц измерения и для проверки и градуировки других мер и измерительных приборов, в частности рабочих, которые используют для практических измерений. Образцовые меры и измерительные приборы дают значения, называемые действительными, рабочие – номинальными.

Погрешностью меры или измерительного прибора называют алгебраическую разность между их номинальным и действительным значениями.

Инструментальную погрешность, взятую с обратным знаком, называют поправкой. Поправки обычно указывают в техническом паспорте прибора. Если средства измерения дают заниженные показания, то поправка, указанная в паспорте, имеет знак «плюс», при завышенных показаниях – «минус».

При обнаружении погрешности от неисправности измерительного прибора следует внести поправку к его показанию. Например, если из-за погнутости стрелки магнитоэлектрического амперметра при отсутствии тока она устанавливается не на нулевой отметке шкалы, а на отметке 0,1 А, т.е. показания завышены, необходимо все показания амперметра уменьшать на 0,1 А; если термометр при измерении температуры тающего снега показывает +1°С, то для такого термометра необходимо брать поправку –1°С.

Погрешности, возникающие в результате неправильной установки и поверки прибора. Измерительные приборы требуют предварительной поверки и определенной установки. Невыполнение этих требований приводит к неверным показаниям. Например, амперметры и вольтметры должны быть установлены в зависимости от указания на приборе (вертикально или горизонтально).

Систематические инструментальные погрешности возникают, если шкала линейки нанесена неточно (неравномерно), положение нуля термометра не соответствует нулевой температуре; капилляр манометра в разных участках имеет разные сечения; при отсутствии электрического тока через амперметр стрелка прибора не устанавливается на нуле и т.д.

Округляя численную величину до какого-либо приближенного значения, например, полагая p = 3; p = 3,1; p = 3,14; p = 3,142; p = 3,1416 и т.д. вместо p = 3,14159265…, мы допускаем систематическую погрешность.

Грубые погрешности(или промахи) обусловлены неисправностью средств измерений, неправильным отсчитыванием показаний, резкими изменениями условий измерений и т.д. Они приводят к значениям измеряемой величины, резко отличающимся от остальных значений.

При обработке результатов измерений промахи обычно отбрасывают; влияние систематических погрешностей стремятся уменьшить внесением поправок или умножением показаний приборов на поправочные коэффициенты; оценки случайных погрешностей осуществляют методами математической статистики.