При проведении «n» измерений среднее значение определяется как среднеарифметическое ,
среднеквадратичное отклонение s:
.
Если случайные погрешности взаимно независимы, то вероятность появления различных результатов удовлетворительно описывается нормальным законом распределения Гаусса. Плотность вероятности для измеряемой величины «m» в этом случае равна:
Плотность вероятности соответствия измеряемой величины ее истинному значению зависит от соотношения видов ошибок.
1 – систематические ошибки малы, а случайные значительны (плохая сходимость);
2 – систематические и случайные ошибки значительны;
3 – значительные систематические ошибки и небольшие случайные;
4 – малые ошибки.
Градуировка датчика
Это совокупность операций, позволяющих в графической или алгебраической форме выразить соотношение между значениями измеряемой величины и электрическими величинами на выходе с учетом всех дополнительных факторов (параметров окружающей среды, влияющих на физические величины).
Градуировка бывает простая и комплексная. Простая проводится когда измеряемая величина определяется единственным физическим параметром имея соответствующий электрический сигнала на выходе.
Бывает прямая или абсолютная градуировка с использованием эталонов или образцовых средств.
Косвенная или сравнительная градуировка использует образцовый датчик, градуировочная кривая которого известна, а стабильность высокая. Проводится:
- в градуировочной форме - строится градуировочная кривая.
- в алгебраической форме - находится характеристическое уравнение датчика.
Комплексная градуировка проводится в случае воздействия на датчик дополнительных параметров. При комплексной градуировке для построения точной калибровочной кривой датчик подвергается воздействию упорядоченной последовательности номинальных значений измеряемой величины:
а) устанавливают датчик на нуль;
б) определяют величину сигнала при увеличении измеряемого параметра, а затем при его уменьшении.
Если существует зависимость сигнала от частоты, то:
а) определяют частотную характеристику датчика при постоянной амплитуде;
б) определяют зависимость сигнала от амплитуды при постоянном значении f.
Если реакция датчика зависит от температуры, то проводят серию градуировок при различных температурах в диапазоне работы датчика.
Это же делают и для других влияющих величин.
Пример: градуировка фототранзистора (датчики оптического излучения). Его сигнал (коллекторный ток) зависит от
1) потока излучения Ф с длиной волны λ;
2) от угла падения излучения α;
3) от напряжения коллектор-эмиттер;
4) от сопротивления нагрузки;
5) от температуры.
Для каждого параметра проводится градуировка. По полученным градуировочным кривым путем интерполяции определяют характеристику датчика для конкретных условий работы.