Обработка результатов косвенных измерений.

Введение

Измерения являются одним из путей познания природы, т.к. они количественно характеризуют мир.
Единообразие измерений обеспечиваю за счет передачи единиц величин от детали к измерительным приборам.
Для обеспечения необходимой точности измерений измерительные приборы должны своевременно проходить поверку, посредством которой определяется погрешность измерительных приборов, а также установление их пригодности к использованию.
Единообразие измерительных приборов, заключается в то, что они проградуированы в определенных стандартизированных единицах, а их метрологические характеристики соответствуют необходимым нормам.
При автоматизированном измерении параметров деталей в процессе их изготовления большое значение имеют так называемые – динамические характеристики измерительных приборов, которые определяют функциональными зависимостями между изменяющимися по времени.
Точность изготовления деталей – нормируют для нормальных условий, определяемые методами их поверки, а также рабочих условий, при эксплуатации. Точность изготовления деталей для нормальных условий определяют для производителей измерительных приборов, а в процессе эксплуатации – для их потребителей.
Измерение любой физической величины производят экспериментальным путем при помощи измерительных инструментов. Таким образом, при выполнении измерений определяют значение физической величины [1]:

Q=qU

где q – численное значение искомой величины;
U – единица измерения искомой величины.
1 Этапы проведения измерений

При выполнении измерений изначально рассматривается вопрос о предварительной модели объекта. И в данном контексте должна использоваться вся имеющаяся в наличии необходимая информация. Также необходимо использовать всю имеющуюся информацию о статистических характеристиках измеряемого объекта. В случае, если есть сомнение в правильности принятой модели, то необходимо провести предварительно дополнительные измерения и скорректировать модель либо взять измерительное устройство, не реагирующее на отклонение одного или нескольких малозначительных параметров измеряемого объекта [2].
При уточнении модели объекта измерения существуют некоторые варианты. Выбор того или другого из них обосновывается целью, а также задачей и условием измерения. Правильное принятие модели даеьт возможность правильно оценить результат измерений и получить требуемую точность.
Следующий подготовительный этап – принятие необходимой точности эксперимента. Проработка данного вопроса должна выполняться с учетом поставленной цели измерения при ряде некоторых ограничений, которые связаны с техническими особенностями, экон6омическими и временными затратами и др. Точность измерения должна быть их основной целью.
Избыточность точности измерений может привести к нерациональному усложнению и повышению стоимости эксперимента. Точность измерений во многом обосновывается выбором метода, средства и условиями измерений.
Данная задача может быть решена подбором возможных вариантов состава и степени влияния составляющих суммарной погрешности, которая не должна превышать требуемых значений. Таким образом, используется вариант, в большей степени соответствующий необходимым требованиям, простоты при соблюдении требуемой точности измерений [2].
Главным этапом подготовки измерительного опыта является разработка методики проведения опыта, под которой понимается совокупность некоторых действий при использовании различных способов и средств, обеспечивающих измерения с требуемой точностью

.
В число измерительных устройств, применяемых в соответствии с методикой, входят средства измерений, вычислительные и различные вспомогательные устройства.
Важное место при проработке методики измерений занимает выбор типа измерений: прямых, косвенных, совместных или совокупных, а также методики измерений: непосредственной оценки, сравнения с мерой и т.п.
Дополнительно решается вопрос, будут производится ли одно - или многократные измерения. На данном этапе подготовки прорабатывается схема измерений, план проведения опыта, подготавливается методика обработки результатов измерений, а также оценки влияния условий измерения на его результат.
Важным этапом подготовки измерительного опыта является выбор измерительных устройств. Используемые в эксперименте измерительные устройства должны соответствовать принятым моделям, измеряемым параметрам, целям, а также условиям проведения опыта [2].
Возможны некоторые варианты, связанные с автоматической регистрацией результата наблюдения, представлений результата в аналоговой или цифровой формах, ввода полученной измерительной информации в компьютер и др.
Однако каждый из этих вариантов должен разрабатываться на соответствие метрологических параметров используемых средств измерений, установленным необходимым требованиями точности и их влиянию на результат измерения.
Главным разделом методологии проведений измерительных опытов должен быть раздел, посвященный обработке результатов измерений  с целью определения параметров измеряемых величин, а также оценки погрешностей полученных результатов измерений.

2 Классификация погрешностей

Опыт подтверждает, что вследствие неточности измерительных устройств, несовершенства органов чувств, неполноты необходимой информации, трудностей учета всех сторонних факторов, при многократном повторении одних и тех же измерений получаются разные числовые значения наблюдаемой физической величины. Такое происходит, даже в случае если измерение проводить в совершенно равных условиях (равноточные измерения). При практическом использовании результатов тех или иных измерений формируется вопрос об истинном значении наблюдаемой физической величины, о необходимой точности измерений.
Само понятие "точность измерений", а именно степень приближения результата измерения к некоторым действительным значениям, применяется для качественного сравнения измерительных этапов.
Для количественной оценки применяется понятие "погрешность (ошибка) измерений". Данные определения напрямую связаны друг с другом, а именно – чем меньше погрешность, тем выше точность [1].
Оценка погрешностей измерения это одно из самых главных мероприятий по обеспечению достоверности измерения.
Количество факторов, влияющих на точность измерения, достаточно большое, и любая классификация погрешностей измерения в известной степени условна.
При проведении измерений также есть определение погрешности измерений, представляющее собой отклонение результатов измерения x от истинного значения x0 измеряемой величины.
В зависимости от формы представления различают абсолютную, относительную и приведенную погрешность измерения.
Абсолютная погрешность измерения – определяется как разность x0-x=Dx между истинным и измеренным значениями физической величины [3].
Относительная погрешность измерения это отношение абсолютной погрешности к истинному значению или к результату измерения.
Приведенная погрешность - отношение абсолютной погрешности к нормированному значению xn, определяемое в процентном соотношении.

3 Обработка результатов измерений

Различают прямые и косвенные измерения