ведущий специалист - начальник группы метрологической экспертизы отдела главного метролога ФГУП «ОКБ «Факел», г. Калининград
Часть четвертая
В предыдущих частях (1-3) данной работы мы рассмотрели способы повышения точности измерений, позволяющие исключить систематические погрешности на I и II этапах измерительного процесса, то есть до начала и в процессе измерений.
Теперь перейдем к III этапу измерений и поговорим о способах исключения систематических погрешностей, применяемых при обработке результатов наблюдений.
В процессе обработки результатов наблюдений обычно решают следующие задачи.
Устанавливают отсутствие в результатах грубых погрешностей по статистическим критериям и исключают их, если они имеются.
Исключают известные систематические погрешности введением поправки или поправочного множителя.
Проверяют наличие систематических погрешностей и находят способы оценки и возможности максимального исключения их.
Определяют оценку истинного значения измеряемой величины и показатели точности этой оценки.
Рассмотрим первую задачу.
Иногда наряду с правильными измерениями могут иметь место и неправильные, сопровождающиеся грубыми погрешностями или промахами. Эти погрешности заслуживают особого внимания, так как они резко искажают результаты измерений.
Для их устранения желательно еще перед измерениями определить значение искомой величины приближенно для того, чтобы в дальнейшем можно было сконцентрировать внимание лишь на уточнении предварительных данных. Если оператор в процессе измерений обнаруживает, что результат одного из измерений резко отличается от других, и находит причины этого, то он, конечно, вправе отбросить этот результат и провести повторные измерения.
Однако необдуманное отбрасывание результатов, резко отличающихся от других, может привести к существенному искажению характеристик рассеивания ряда измерений, поэтому повторные измерения лучше проводить не взамен сомнительных, а в дополнение к ним.
Причинами появления грубых погрешностей могут быть:
неопытность или утомленность оператора, из-за чего возникают ошибки в отсчетах и записях результатов измерений, в настройке аппаратуры, в расчетах и т.д.;
незамеченное сотрясение установки с кратковременными нарушениями ее регулировки, электрических контактов и т.д.;
кратковременное изменение напряжения питания установки, появление магнитных или электрических полей, о чем не было известно оператору.
Особенно остро ставится вопрос об устранении грубых погрешностей при обработке уже имеющегося материала, когда невозможно учесть все обстоятельства, при которых проводились измерения.
В этом случае приходится прибегать к чисто статистическим методам. Для оценки промахов используют различные критерии - ведь мало выявить сомнительный результат, надо еще доказать, что он действительно является промахом.
Перечислим наиболее распространенные критерии оценки грубых погрешностей.
Критерий 3σ
Данный критерий надежен при числе измерений n ≥ 20-50. В этом случае считается, что результат, возникающий с вероятностью Р ≤ 0,003, мало реален и его можно квалифицировать промахом. То есть сомнительный результат xj отбрасывается, если
Величины и σ вычисляют без учета xj .
Критерий Романовского
Критерий Романовского целесообразно применить, если n ≤ 20.
При этом вычисляют отношение
и вычисленное значение β сравнивают с теоретическим βТ - при выбираемом уровне вероятности P по таблице 1.
Обычно выбирают Р = 0,01-0,05, и если β≥βТ , то результат отбрасывают.
Пример. При диагностировании топливной системы автомобиля результаты пяти измерений расхода топлива составили 22, 24, 26, 28 и 48 л на 100 км. Последний результат ставим под сомнение.
В этом случае рассчитывают средний расход топлива на 100 км и соответствующее СКО
Поскольку n < 20, то по критерию Романовского при Р = 0,01 и n = 4βТ = 1,73, получим
Критерий свидетельствует о необходимости отбрасывания последнего результата.
и σ вычисляют без учета 
