найдены сколь угоднЬ тщательным исследованием лишь самого измерительного прибора.

Действительно, определить температуру в центре болванки по измеренной температуре вблизи ее поверхности можно лишь располагая математической моделью теплового поля болванки. Чтобы узнать напряжение на участке цепи, которое было там до подключения вольтметра, нужно располагать не только показаниями вольтметра и значением его входного сопротивления, но и измерить сопротивление между точками присоединения вольтметра, т. е. параметр исследуемого объекта.

Так как методические погрешности не могут быть указаны в паспортных данных СИ, а должны оцениваться самим экспериментатором, то он обязан при выполнении измерений четко различать фактически измеряемую им величину от подлежащей измерению.

Такая оценка достаточно сложна. Она требует постановки обстоятельного экспериментального метрологического исследования принятого метода измерений. Если это установившийся, неизменный в течение длительного времени метод, то в результате такого исследования его погрешности могут быть установлены и занесены в паспорт метода. Составление таких аттестационных паспортов погрешности стандартных методов измерений - одна из насущных задач современной отраслевой метрологии.

Основная и дополнительная погрешности СИ. Любой датчик, измерительный прибор или регистратор работают в сложных, изменяющихся во времени условиях. Это прежде всего обусловлено тем, что процесс измерения - это сложное, многогранное явление, характеризующееся множеством воздействующих на прибор (как со стороны объекта, так и внешней среды, источников питания и т. д.) отдельных факторов. Каждый из этих факторов (см. гл. 7, посвященнзто многофакторным экспериментам) может-быть измерен в отдельности, но в реальных условиях прямых измерений действует на измерительный прибор или датчик совместно со всеми остальными факторами. Интересующий нас единственный фактор из всего множества воздействующих мы называем измеряемой величиной. Мы требуем от прибора или датчика, чтобы он выделил из всего множества действующих на него величин только ту, которую мы назвали измеряемой, и «отстроился» от действия на него всех остальных величин, которые мы именуем влияющими, мешающими или помехами.

Естественно, что в этих условиях прибор наряду с чувствительностью к измеряемой величине неминуемо имеет некоторую чувствительность и к неизмеряемым, влияющим величинам. Прежде всего это температура, тряска и вибрации, напряжение источников питания прибора и объекта, коэффициент содержания гармоник питающих напряжений и т. п.

При аттестации или градуировке прибора в лабораторных условиях все значения влияющих величин могут поддерживаться

в узких пределах их измерения (например, температура (20 ± ± 5) °С, напряжение питания ±5% номинального, коэффициент гармоник - не более 1% и т. д.). Такие оговоренные в технической документации условия поверки или градуировки принято называть нормальными, а погрешность прибора, возникающую в этих условиях, - основной погрешностью.

В эксплуатационных условиях, при установке прибора, например, на самолет, ему придется работать при изменении температуры от -60 до +60 °С, давления от 1000 до 100 гПа, напряжения питания - на ±20%, коэффициента гармоник - от 1 до 10% и т. д., что приведет к появлению погрешностей, естественно, больших, чем в нормальных (лабораторных) условиях или условиях поверки.

Изменения показаний вследствие отклонения условий эксплуатации от нормальных называются дополнительными погрешностями и нормируются указанием коэффициентов влияния изменения отдельных влияющих величин на изменение показаний в виде 0 , %/10 К; и, %/(10% AU/U) и т. д. Хотя фактически эти функции влияния влияющих факторов, как правило, нелинейны, для простоты вычислений их приближенно считают линейными и возникаюЬцие дополнительные погрешности определяют как Тдоп = АВ, где ¥ - коэффициент влияния, а АЭ - отклонение от нормальных условий.

Погрешность прибора в реальных условиях его эксплуатации называется эксплуатационной и складывается из его основной погрешности и всех дополнительных и может быть, естественно, много больше его основной погрешности (суммирование погрешностей рассмотрено в гл. 3). Таким образом, деление погрешностей на основную и дополнительные является чисто условным и оговаривается в технической документации на каждое средство измерений.

Статические и динамические погрешности, присущие кан средствам, так и методам измерений, различают по их зависимости от скорости изменения измеряемой величины во времени. Погрешности, не зависящие от этой скорости, называются статическими. Погрешности же, отсутствующие, когда эта скорость близка к нулю, и возрастающие при ее отклонении от нуля, называются динамическими. Таким образом, динамические погрешности являются одной из разновидностей дополнительных погрешностей, вызываемой влияющей величиной в виде скорости изменения во времени самой измеряемой величины. Однако вследствие специфических методов нормирования и расчета динамических погрешностей они будут рассмотрены в § 1-5.

Систематические, прогрессирующие и случайные погрешности. Систематическими называются погрешности, не изменяющиеся с течением времени или являющиеся не изменяющимися во времени функциями определенных параметров. Основной отличительный признак систематических погрешностей состоит в том, что

они могут быть предсказаны и благодаря этому почти полностью устранены введением соответствующих поправок.

Особая опасность постоянных систематических погрешностей заключается в том, что их присутствие чрезвычайно трудно обнаружить. В отличие от случайных, прогрессирующих или являющихся функциями определенных параметров погрешностей постоянные систематические погрешности внешне себя никак не проявляют и могут долгое время оставаться незамеченными. Единственный способ их обнаружения состоит в поверке прибора путем повторной аттестации по образцовым мерам или сигналам.

Примером систематических- погрешностей второго вида служит большинство дополнительных погрешностей, являющихся не изменяющимися во времени функциями вызывающих их влияющих величин (температур, частот, напряжения и т. п.). Эти погрешности благодаря постоянству во времени функций влияния также могут быть предсказаны и скорректированы введением дополнительных корректирующих преобразователей, воспринимающих влияющую величину и вводящих соответствующую поправку в результат измерения.

Прогрессирующими (или дрейфовыми) называются непредсказуемые погрешности, медленно изменяющиеся во времени. Эти погрешности, как правило, вызываются процессами старения тех или иных деталей аппаратуры (разрядкой источников питания, старением резисторов, конденсаторов, деформацией механических деталей, усадкой бумажной ленты в самопишущих приборах и т. п.). Особенностью прогрессирующих погрешностей является то, что они могут быть скорректированы введением поправки лишь в данный момент времени, а далее вновь непредсказуемо возрастают. Поэтому в отличие от систематических погрешностей, которые могут быть скорректированы поправкой, найденной один раз на весь срок службы прибора, прогрессирующие погрешности требуют непрерывного повторения коррекции и тем более частой, чем меньше должно быть их остаточное значение. Другая особенность прогрессирующих погрешностей состоит в том, что их изменение во времени представляет собой нестационарный слзай-ный процесс и поэтому в рамках хорошо разработанной теории стационарных случайных процессов они могут быть описаны лишь с оговорками.

Случайными погрешностями называют непредсказуемые ни по знаку, ни по размеру (либо недостаточно изученные) погрешности. Они определяются совокупностью причин, трудно поддающихся анализу. Присутствие слзайных погрешностей (в отличие от систематических) легко обнаруживается при повторных измерениях в виде некоторого разброса получаемых результатов. Таким образом, главной отличительной чертой слзайных погрешностей является их непредсказуемость от одного отсчета к другому. Поэтому описание случайных погрешностей