Похибкою називається відхилення результату вимірювання від істинного значення вимірюваної величини.

Істинне значення фізичної величини вважається невідомим і використовується лише в теоретичних дослідженнях. Це значення встановлюється експериментально в припущенні, що результат вимірювання максимально наближається до істинного значення.

Відповідно до причин виникнення похибки класифікуються як інструментальні, методичні та суб’єктивні.

Інструментальна похибка (похибка засобу вимірювання) є найбільш вагомою. Вона виникає через недосконалість засобу вимірювання, його конструктивно-технологічні особливості, далекий від ідеального принцип дії, а також під впливом зовнішніх факторів.

Методична похибка спричиняється недосконалістю методу вимірювання, який застосовується. Іноді засіб вимірювання впливає на вимірюваний об’єкт. Наприклад, маска для забору повітря, що видихається, перешкоджає диханню спортсмена, і той може демонструвати занижену (порівняно з вільним диханням) працездатність. Найчастіше методичні похибки є систематичними.

Суб’єктивна похибка (особиста) виникає внаслідок індивідуальних особливостей операторів, які здійснюють вимірювання (уважність, підготовленість тощо). Якщо застосовувати автоматичні або автоматизовані засоби вимірювань, то суб’єктивні помилки практично будуть відсутні. Більшою мірою суб’єктивні похибки є випадковими, але інколи бувають і систематичними.

Похибки вимірювань наводяться в технічній документації на засоби вимірювань або в нормативних документах. Однак, зважаючи на те, що похибка залежить і від умов вимірювання, і від методики, і від суб’єктивних факторів людини, слід мати на увазі, що вона фактично є сумарною похибкою кількох складових.

Відповідно до умов проведення вимірювань розрізняють основніта додаткові похибки.

Основна похибка – це похибка методу вимірювання або вимірювального приладу, що має місце за нормальних умов їх застосування. Виділення основної похибки, що відповідає стандартним умовам застосування, які прописані в нормативно-технічній документації, є одним із важливих факторів забезпечення єдності вимірювань. Крім нормальних умов, у нормативній документації також указуються робочі умови, в межах яких допускається експлуатація засобу вимірювання з гарантованими метрологічними характеристиками.

Додаткова похибка – це похибка вимірювального приладу, спричинена невідповідністю умов його роботи нормальним (підвищена чи низька температура повітря, вологість, нестабільність електричної напруги, некондиційність джерела живлення, інерційність вимірювального приладу та ін.).

Основна і додаткова похибки можуть виражатися як в абсолютних, так і у відносних одиницях.

Абсолютна похибка вимірювання (ΔА)є різницею між істинним (точним) значенням вимірюваної величини А_о і показанням приладу А: ΔА=|А–А_о|.

Абсолютна похибка має ті самі одиниці вимірювання, що й вимірювана величина.

Часто на практиці зручніше користуватися відносною похибкою - δ.

Відносна похибка– це відношення абсолютної похибки до істинного значення вимірюваної величини: δ=ΔА/А₀∙100 (%). Оскільки істинне значення вимірюваної величини здебільшого є невідомим, замість нього у формулу підставляють максимально можливе значення цієї величини і отримують зведену відносну похибку.

При оцінюванні похибки вимірювального приладу (а не самого вимірювання) за максимальне значення вимірюваної величини береться граничне значення шкали приладу. В цьому випадку найбільше допустиме значення похибки визначає за нормальних умов роботи клас точності вимірювального приладу.

При повторних вимірюваннях похибки розрізняють за характером на систематичні, випадкові тагрубі.

Систематичною похибкою називається похибка, якане змінює своєї величини від вимірювання до вимірювання. Через цю особливість їх завжди можна передбачити або виявити та усунути по закінченні вимірювання. Спосіб усунення систематичної похибки залежить від причин її виникнення.

Систематичні похибки поділяються на три групи:

1) похибки, причина виникнення яких і величина відомі;

2) похибки, причина виникнення яких відома, а величина – невідома;

3) похибки, причина виникнення яких і величина невідомі.

Похибки першої групи легко усуваються введенням відповідних поправок до результату вимірювання. Наприклад, при вимірюванні результату стрибка рулеткою є можливою зміна її довжини через зміни температури повітря. Цю похибку легко усунути, ввівши відповідну поправку.

До другої групи належать похибки, пов’язані з недосконалістю методу чи вимірювальної апаратури, - їх величина невідома. Наприклад, при вимірюванні фізичної працездатності за допомогою маски для забору повітря, що видихає спортсмен, він закономірно показує результат, нижчий порівняно з істинним, оскільки маска утруднює дихання. Проте величину цієї похибки передбачити неможливо, оскільки вона залежить від індивідуальних особливостей спортсмена в момент вимірювання. Або інший приклад систематичної помилки, це – похибка вимірювального приладу, коли прилад певного класу точності, може давати в кожному окремому вимірюванні помилку, яку не можна визначити точно.

Третя група похибок найбільш небезпечна, оскільки може бути пов’язана як з недосконалістю методу, так і з особливостями самого об’єкта вимірювання. Об’єктами вимірювання в спортивній практиці є дії та рухи спортсмена, його соціальні, психологічні, біохімічні, біомеханічні та інші показники, які постійно варіюють через цілий ряд різноманітних причин. Лише систематичний контроль за спортсменами дозволяє визначити міру їхньої стабільності та враховувати можливі похибки вимірювань.

Зі систематичними помилками борються за допомогою тарування, калібровки та рандомізації.

Таруванняполягає в перевірці показань вимірювальних приладів шляхом їх порівняння з показаннями зразкових значень мір (еталонів) в усьому діапазоні можливих значень вимірюваної величини.

Калібрування– це визначення величини похибок або поправка для сукупності мір (наприклад, для набору динамометрів). При таруванні й калібруванні до входу вимірювальної системи замість спортсмена підключають джерело еталонного сигналу відомої величини.

Рандомізація – це перетворення систематичної похибки у випадкову. Цей прийом спрямований на усунення невідомих систематичних помилок. За цим методом величину кілька раз вимірюють, влаштовуючи так, щоб постійний фактор, який впливає на результат, щоразу діяв по-різному (наприклад, змінюють навантаження). Після всіх вимірювань результати усереднюються за правилами математичної статистики.

Випадкові похибки виникають в результаті дії різних факторів, які не можна передбачити і точно врахувати. Випадкові похибки є принципово неусувними. Проте, скориставшись методами математичної статистики, можна оцінити величину випадкової похибки і врахувати її під час інтерпретації результатів вимірювання. Без статистичної обробки результати вимірювання вважаються недостовірними.

Груба помилка істотно перевищує очікувану при заданих умовах. Вона завжди легко виявляється за допомогою статистичних методів і вилучається із дослідних даних. Імовірність їхньої появи не перевищує деякої наперед заданої малої величини. Причиною грубої помилки може бути непередбачений стрибок напруги в електромережі, випадкове порушення методики вимірювання, неправильна реєстрація результатів вимірювання тощо.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Метрологічне забезпечення єдності вимірювань та його основні завдання	\|	Вимірювальні перетворювачі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.