DOKŁADNOŚĆ POMIARU I BŁĄD POMIARU

Wskazania urządzeń służących do pomiaru różnego rodzaju wielkości fizycznych obarczone są zawsze błędami.

Główne źródła błędów pomiaru:

• metoda i sposób pomiaru;
• przedmiot mierzony;
• narzędzia pomiarowe;
• odczytanie wskazania.

Różnicę między rzeczywistą wartością wielkości mierzonej (a właściwie między wartością uzyskaną w wyniku pomiaru narzędziem o bardzo wysokiej dokładności) a wynikiem pomiaru danym narzędziem nazywamy błędem bezwzględnym pomiaru. Wartość błędu bezwzględnego nie odzwierciedla w sposób jednoznaczny dokładności pomiaru. Na przykład, jeśli przy pomiarze długości błąd bezwzględny wynosi 0,1 mm, to może to oznaczać, że pomiar był wykonany z bardzo dużą dokładnością, gdy mierzona była długość 10 m lub z małą dokładnością, gdy mierzona była długość 0,5 mm.

Toteż często stosowane jest pojęcie względnego błędu pomiaru. Jest to stosunek błędu bezwzględnego do wyniku pomiaru.

Rodzaje błędów:

• błędy systematyczne;
• błędy przypadkowe;
• błędy nadmierne, czyli omyłki.

Powszechność występowania różnego rodzaju błędów pomiarowych stwarza konieczność ich eliminowania.

Błędy systematyczne eliminuje się przez wykrycie i określenie przyczyn ich powstawania.

Błędy przypadkowe i omyłki są łatwiejsze do usunięcia. Osiąga się to przez powtarzanie tego samego pomiaru i określenie średniej arytmetycznej z n pomiarów wykonanych w tym samym miejscu i w tych samych warunkach. Do obliczania średniej nie wlicza się wyników pomiarów, które rażąco odbiegają od pozostałych.

Błędy można zakwalifikować do jednej z czterech grup. Są to: błędy metody pomiarowej, błędy postępowania pomiarowego, błędy wskazania, błędy odczytania.

• Błędy metody pomiarowej to  błędy typowe dla wybranej metody, przy czym w metodach wymagających obliczeń wchodzą tu także dodatkowe błędy obliczeniowe, wynikające z zaokrągleń wartości.
• Błędy postępowania są zależne od cech pracownika wykonującego pomiar, od jego kwalifikacji i doświadczenia. Błędy te wynikają ze sposobu nastawienia narzędzia pomiarowego, prawidłowości ustawienia przedmiotu mierzonego, jakości oświetlenia oraz czystości powierzchni pomiarowych narzędzia i przedmiotu mierzonego.
• Błędy wskazania są spowodowane błędami narzędzia pomiarowego i przedmiotu mierzonego, jak luzy, odkształcenia sprężyste, zniekształcenia powierzchni.
• Błędy odczytania dzieli się na błędy osobowe i błędy związane z wykonaniem narzędzia pomiarowego (np. zbyt szerokie wskazy, czyli kreski podziałki i jej zbyt małe działki elementarne). Błędy osobowe są spowodowane przez dokonującego pomiar. Do błędów osobowych należy m.in. błąd paralaksy (ukośne patrzenia na powierzchnię podziałki). Wskutek pomyłki w odczycie mogą wystąpić błędy grube (błąd gruby jest to błąd wynikający z jakiegoś poważnego przeoczenia, pomyłki - np. z pomylenia miejsca zapisu przecinka, złego odczytania skali miernika, zmierzenie nie tego obiektu, pomyłka o 0,5 mm przy pomiarze mikrometrem itp.) Na błąd odczytu ma wpływ również niedoskonałość wzroku. Przy odczytywaniu wskazań na podziałce o małych działkach elementarnych należy stosować lupę.

Rys. Błąd paralaksy

Rys. Nieprawidłowo wyzerowana suwmiarka

W procedurze związanej z błędami obowiązują dwie uzupełniające się zasady:

• pomiar powinien mieć błąd możliwie najmniejszy;

• wielkość błędu powinna być znana.

Dokładność pomiaru:

• dla warunków laboratoryjnych

do = +/- 0,1d

• dla warunków produkcyjnych:

do = +/- 0,5d

d - wartość działki elementarnej przyrządu