Факторы, влияющие на результат измерений

Любое измерение предполагает сравнение неизвестного размера с известным, принятым за единицу величины, и выражение первого через второй в виде некоторого числа, называемого числовым значением физической величины.

Результат измерения является продуктом нашего познания, представляя собой приближенные оценки значений физической величины, найденные путем измерений.

Теоретически отношение двух размеров должно быть вполне определенным неслучайным числом. Но практически размеры сравниваются в условиях множества случайных и неслучайных обстоятельств, точный учет которых невозможен. Поэтому при многократном измерении одной и той же величины постоянного размера результат получается все время разным. Это положение, установленное практикой, формулируется в виде аксиомы, называемой основным постулатом метрологии: отсчет является случайным числом. Таким образом, в результате измерительного эксперимента всегда остается некоторая неопределенность (погрешность), которая не позволяет утверждать, что полученное числовое значение абсолютно точно описывает размер физической величины.

Результат измерений зависит от объекта измерения, выбранных методов и используемых средств измерений, от квалификации оператора, проводящего измерения, условий измерений и т.п.

Объект измерения должен быть полностью изучен. В зависимости от характера объекта и цели измерения учитывают или отвергают необходимость корректировки измерений.

Субъект или оператор привносит в результат измерения элемент субъективизма, который по возможности должен быть сведен к минимуму. На результат измерений могут влиять квалификация оператора, его психофизическое состояние, санитарно-гигиенические условия труда, выполнение эргономических требований при взаимодействии человека со средством измерений. Санитарно-гигиенические условия включают освещение, уровень шума, чистоту воздуха, микроклимат.

Освещение может быть естественным или искусственным. Наиболее благоприятным является естественное освещение, производительность труда при котором повышается на 10%. Дневной свет должен быть рассеянным, без бликов. Искусственное освещение также должно быть рассеянным, не оказывать слепящего действия.

Люди с нормальным зрением способны различать мелкие предметы при освещении не менее 50-70 лк. Максимальная острота зрения наступает при освещении 600-1000 лк.

Важное значение имеют собранность, настроение, режим труда оператора.

Влияние средств измерений связано с погрешностями, зависящими от средств измерений. Эти погрешности не должны превышать допустимые нормируемые погрешности применяемого средства измерений. Используемое средство измерений воздействует и на измеряемую величину. Это влияние во многих случаях проявляется как возмущающий фактор. Например, ртутный термометр, опущенный в пробирку с охлажденной жидкостью, подогревает ее и показывает не первоначальную температуру, а температуру, при которой устанавливается термодинамическое равновесие.

Различные результаты измерения одной и той же величины постоянного размера могут быть получены и при использовании различных методов измерений, так как каждый из них может иметь как достоинства, так и недостатки. Их следует учитывать при выборе метода измерений.

Условия измерений как фактор, влияющий на результат, включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и др.

Для практического исключения дополнительных погрешностей должны обеспечиваться нормальные условия при измерениях.

Нормальные условия измерений – условия измерения, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, при которых изменением результата измерений пренебрегают вследствие малости.

Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или при их поверке (калибровке).

При проведении линейных измерений нормальными условиями являются:

- температура окружающей среды 20 °С, или 293 К;

- атмосферное давление 101325 Па (760 мм рт. ст.);

- относительная влажность окружающего воздуха 58 % (нормальное парциальное давление водяных паров 1333 Па).

- ускорение свободного падения (ускорение силы тяжести) 9,8 м/с²;

- направление линии и плоскости измерения линейных размеров – горизонтальное (90° от направления силы тяжести);

- относительная скорость движения внешней среды равна нулю;

- значения внешних сил, кроме силы тяжести, атмосферного давления, действия магнитного поля Земли и сил сцепления элементов измерительной системы (установки) равны нулю.

При подготовке к измерениям перечисленные факторы, влияющие на результат измерений, должны учитываться. В процессе измерений отрицательное их влияние должно компенсироваться и исключаться из полученного результата.