Слайд 1Оптические измерения
Лекция 1
Слайд 2Темы лекции
Введение.
Основные термины и определения.
Погрешности измерений.
Статистическая обработка результатов измерений.
Слайд 3Зачем нужны оптические измерения?
Для измерения световых потоков (мощность/интенсивность/яркость, их отношение,
длина волны излучения/спектральный состав, фаза, поляризация)
Для измерения оптических характеристик материалов
и сред (показатель преломления, коэффициент пропускания, двулучепреломление)
Для измерения величин, которые могут быть преобразованы в свет (линейные размеры, температура, давление, напряжение, уровень радиации и др.)
Для измерений протяженных объектов или измерений на расстоянии
Слайд 4Основные термины и определения
Измерение – сравнение измеряемой величины с эталоном
- совокупность операций по нахождению количественного значения физической величины опытным
путем с помощью технического средства, хранящего единицу физической величины, заключающихся в сравнении (в явном или неявном виде) измеряемой величины с её единицей
Слайд 5Основные термины и определения
Оптическая величина оптическая
Оптическая - >
физическая физическая
Физическая - > оптическая оптическая
Слайд 6Основные термины и определения
Прямые измерения – сравнение непосредственно
Прямые измерения, разностный
метод – разность между измеряемой величиной и эталонной
Косвенное измерение –
сравнение через промежуточную величину
Слайд 7Основные термины и определения
Единство измерений – состояние, когда погрешности известны
с заданной вероятностью
Эталон - средство, воспроизводящее данную единицу с наивысшей
точностью и передающее единицу к рабочим средствам измерений через систему образцовых средств измерений
Слайд 8Основные термины и определения
Средства измерения – измерительные установки, измерительные меры,
приборы.
Образцовые средства измерений – для поверки и градуировки.
Рабочие средства измерений
– для всех остальных измерений.
Слайд 9Основные термины и определения
Чувствительность метода – минимальное приращение входного сигнала,
способное вызвать минимальную реакцию прибора
Слайд 10Погрешности измерений
Измерение всегда имеет погрешность
Погрешность – это отклонение результата измерений
от реального значения измеряемой величины.
Т.е. интервал, в который с заданной
вероятностью попадает значение измеряемой величины.
Источники – несовершенство метода, несовершенство прибора, влияние вешних условий
Слайд 11Погрешности измерений
Абсолютная погрешность
Относительная погрешность
Слайд 12Погрешности измерений
Систематическая погрешность – постоянна или закономерно изменяется при повторных
измерениях
Случайная погрешность – изменяется случайным образом
Промах – неполадки аппаратуры, ошибка
экспериментатора
Слайд 13Источники погрешностей
Связанные с объектом:
Шероховатость и качество изготовления измеряемых поверхностей
Неоднородность свойств
материала по площади или объему
Большие нескорректированные аберрации
Слайд 14Источники погрешностей
Связанные с прибором или методом:
Ограниченная чувствительность
Использование не точных, а
приближенных формул, аппроксимации с недостаточной точностью
Инструментальные ошибки – неточность изготовления
прибора
Ошибки приемника излучения
Ошибки от нестабильностей условий измерения
Слайд 15Погрешности измерений
σ – ошибка, отклонение
Для случайных ошибок:
σ общ =
√ (σ12 + σ22 + … + σn2)
Для систематических ошибок
σ
общ = σ1+ σ2+ … + σn
Слайд 16Погрешности измерений
Информативность:
L – диапазон (мин-макс)
Слайд 17Статистическая обработка результатов
Случайные погрешности подчиняются закону нормального распределения
Слайд 18Статистическая обработка результатов
Правило трех сигм
Слайд 19Статистическая обработка результатов
Находим среднее арифметическое результатов
Находим среднее квадратичное отклонений
(σ)
Определяем доверительный интервал (3σ)
Слайд 20Статистическая обработка результатов
Можно повысить точность, взяв среднее арифметическое от большого
числа измерений.
Она увеличивается в √n раз.
