Слайд 1Методы и средства судебно-экспертных исследований
Тема № 3. «Метрологические параметры технических
средств, применяемых в экспертных исследованиях»
Слайд 2Учебные вопросы:
1.Основные правила метрологии. Обеспечение единства измерений.
2. Погрешности результатов измерений.
3.Метрологические
характеристики измерительных систем.
Слайд 31. Основные правила метрологии.
Обеспечение единства измерений.
Единство измерений характеризует качество
измерений:
- результаты измерений выражаются в узаконенных единицах,
- размеры единиц
в установленных пределах равны размерам воспроизведенных величин
- погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.
Слайд 4Единство измерений охватывает важнейшие задачи метрологии:
- унификация единиц физических
величин
- разработка систем воспроизведения величин
- передача размеров величин
рабочим средствам измерений с установленной точностью.
Слайд 5Основные правила метрологии
1. Всякое измерение должно иметь цель,
и точность
измерения должна обеспечивать достижение этой цели.
Из нескольких возможных средств
(методов) измерений, обеспечивающих достижение цели выбирают наиболее простые и дешевые.
2. Результат измерений должен быть выражен в узаконенных единицах.
«Узаконенными» с СССР (в настоящее время – в России) с 1982 г. считаются только единицы Системы Интернациональной (СИ).
Слайд 63. Можно пользоваться только пригодными к употреблению средствами измерений.
«Пригодным» к
употреблению являются:
- серийно выпускаемое промышленностью в соответствие со стандартами или
техническими условиями средства измерений, если срок их последней поверки не истек;
- средства измерений, прошедшие метрологическую аттестацию.
Аттестации подлежат средства измерений приобретенные за рубежом, приборы и установки, изготовленные промышленным способом, опытные образцы промышленных приборов и т. д.
Слайд 74. Перед измерением необходимо убедиться, что условия измерений (температура воздуха,
его влажность и т.п.) соответствуют его нормальным или рабочим условиям.
5.
Погрешность средств измерения, указанная на документации или на шкале прибора, не должна превосходить допустимой погрешности, определяемой целью измерения.
Слайд 86. В представлении результата измерения должна содержаться информация
- о
самом результате
- об интервале, в котором погрешность этого результата
лежит с указанной вероятностью.
7. Всегда следует указывать верхнюю границу погрешности.
Если несколько способов оценки погрешности результата дают различные значения, то приводится наибольшая погрешность.
Слайд 92. Погрешности результатов измерений
Понятие «погрешность» — одно из центральных в
метрологии, оно состоит из:
«погрешности результата измерения»
«погрешности средства измерения».
Погрешность
результата измерения - разница между результатом измерения Х и истинным (или действительным) значением Q измеряемой величины:
X Q
Она указывает границы неопределенности значения измеряемой величины.
Слайд 10Истинное значение физической величины — это значение, идеальным образом отражающее
свойство данного объекта, как в количественном, так и в качественном
отношении.
На практике абстрактное понятие истинного значения физической величины приходится заменять понятием «действительное значение».
Действительное значение физической величины — значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для конкретной цели оно может быть использовано вместо него.
Слайд 11Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом (по
знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того
же размера физической величины, проведенных с одинаковой тщательностью в одних и тех же условиях.
Случайные погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерения.
Слайд 12Систематическая погрешность — составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно
меняющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.
Они могут быть предсказаны, обнаружены и благодаря этому почти полностью устранены введением соответствующей поправки.
Слайд 13Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины и не может
в полной мере служить показателем точности измерений
Относительная погрешность —
это отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины:
Q (X - Q) Q
Приведенная погрешность — это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность отнесена к условно принятому значению QN
γ QN (X - Q) QN
Слайд 142.Метрологические характеристики измерительных систем.
При измерениях каких-либо свойств физических объектов
в первую очередь получают аналитический сигнал, который часто также называют
откликом измерительного средства.
Само получение аналитического сигнала еще не означает измерения. Необходимо еще располагать метрологическими параметрами измерения и оценить его погрешность.
Слайд 15К основным метрологическим характеристикам измерительных систем относятся:
точность,
правильность,
воспроизводимость,
пределы измерений,
предел обнаружения,
чувствительность,
селективность,
специфичность методов и технических
средств.
Слайд 16В ИСО 5725 для описания точности метода измерений используют два
термина: «правильность» и «прецизионность».
«правильность» характеризует степень близости среднего арифметического
значения большого числа результатов измерений к истинному или принятому опорному значению,
«прецизионность» - степень близости результатов измерений друг к другу (воспроизводимость).
Слайд 17Чувствительность - это способность метода реагировать на изменение измеряемого параметра.
Для
определения чувствительности необходимо построить градуировочную функцию.
Градуировочная функция в самом
простом линейном представлении выглядит как
y = an + b
Слайд 18градуировочный график
Чувствительность равна приращению y
по отношению к приращению x
Δy/Δx = tgα
Слайд 19Чувствительность метода 1 выше чувствительности метода 2 (tgα1 > tgα2).
Предел обнаружения (верхняя граница затененного интервала) – наименьшее количество nmin
(масса, объем, доля), при котором еще уверенно обнаруживается сигнал.
Предел обнаружения по методу 1 меньше, чем предел обнаружения по методу 2.
Таким образом, чем выше чувствительность метода, тем ниже предел обнаружения.
Слайд 20Метод 3 на линейном участке градуировочной функции имеет самую низкую
чувствительность и самый высокий нижний предел обнаружения.
Начиная с некоторой
величины ni, чувствительность данного метода становится практически нулевой. Значение ni представляет собой верхний предел определения измеряемого параметра.
Слайд 21Селективность и специфичность характеризуют степень мешающего влияния матрицы на определение
исследуемого вещества
Селективность (избирательность анализа) - возможность метода определять или обнаруживать
искомый компонент (молекулы, ионы, функциональные группы)в присутствии других сопутствующих компонентов.
Специфичность (предельная селективность) - отсутствие каких-либо мешающих влияний.
Когда говорят, что метод специфичен, это означает, что с его помощью можно определять только те соединения, для которых он предназначен.
Слайд 22Избирательность анализа основана на двух характеристиках:
- число сопутствующих компонентов, которые
не мешают определению искомого компонента,
- максимальное отношение содержания сопутствующего
(мешающего определению) и искомого компонентов, при котором еще возможно надежное определение или обнаружение последнего (фактор селективности).
Слайд 23Избирательность анализа зависит от избирательности отдельных стадий анализа и может
быть повышена маскированием мешающих компонентов или их предварительным отделением (концентрированием)
Наиболее высокой избирательностью анализа характеризуются методы многокомпонентного анализа: масс-спектрометрия, нейтронно-активационный анализ, газожидкостная хроматография и др.