Приложение А (справочное). Классификация понятий и терминов, связанных с ключевыми словами "погрешность" и "неопределенность"

Приложение А
(справочное)

Классификация понятий и терминов, связанных с ключевыми словами "погрешность" и "неопределенность"

А.1 Общие положения

Понятия "погрешность измерения" и "неопределенность измерений" рекомендуется применять в соответствии с их определениями без взаимного противопоставления и исключения одного из них, не подменяя погрешность оценками параметров и составляющих рассеяния результатов измерений. Однако практическое применение данной рекомендации вызывает затруднение ввиду наличия в нормативных документах различных терминов со словом "погрешность". Ниже приведены термины по РМГ 29, которые разделены на смысловые группы: соответствующие определению погрешности; связанные с погрешностями, смысл некоторых из них уточнен. Также рассмотрены варианты применения понятий, связанных с неопределенностью.

А.2 Результаты измерений

А.2.1 Понятия, относящиеся к погрешности измерения:

- погрешность (результата измерения), погрешность измерения;

- случайная погрешность (измерения);

- систематическая погрешность (измерения);

- погрешность метода (измерений);

- инструментальная погрешность (измерения);

- абсолютная погрешность (измерения);

- относительная погрешность (измерения).

Комментарий - Систематическую погрешность измерения, оставшуюся после введения поправки, называют неисключенной систематической погрешностью.

Относительную погрешность измерения выражают как отношение абсолютной погрешности измерения к опорному значению измеряемой величины. Заменять в этом отношении опорное значение на измеренное значение не рекомендуется, так как это противоречит определению понятия "погрешность измерения".

В соответствии с РМГ 83 понятие "относительная погрешность измерения" применимо при измерениях величин по шкалам отношений и абсолютным шкалам, а также к интервалам величин, описываемых шкалами разностей (интервалов). Однако к самим величинам, описываемым шкалами разностей, это понятие неприменимо. Например, невозможно выражать в процентах погрешность измерения температуры по шкале Цельсия или погрешность датировки события. Понятие "относительная погрешность измерения" неприменимо при измерениях по шкалам порядка и наименований.

А.2.2 Другие понятия, связанные с погрешностями измерений:

- среднее квадратическое отклонение (СКО);

- доверительные границы (погрешности измерения);

- максимальная допускаемая погрешность (измерения);

- поправка;

- поправочный множитель.

Комментарий - Оценку СКО - выборочное стандартное отклонение - иногда неправильно называют "средняя квадратическая погрешность".

Доверительные границы (погрешности измерения) при вероятности, равной 1, называют границами погрешности. Доверительные границы погрешности иногда неправильно называют "доверительная погрешность". Границы относительной погрешности в долях или процентах находят из отношений

,

(А.1)

где - границы абсолютной погрешности измерения;

x - опорное значение величины.

Имеются в виду доверительные границы модельного множества возможных значений погрешностей измерений, предположительно выполняемых по данной измерительной процедуре. У одной конкретной погрешности не может быть границ или границы. Поэтому логичнее применять термин с множественным числом погрешностей: "доверительные границы погрешностей измерений".

Эквивалентом понятия "максимальная допускаемая погрешность" является применяемое выражение "погрешность измерения - не более ...". Также согласно ГОСТ 8.010 может быть использован термин "предел (допускаемой) погрешности". Нормируемые значения максимальных допускаемых погрешностей, как правило, существенно превышают значения оцененных доверительных границ погрешностей измерений.

Поправка может иметь различные формы, такие как дополнительное слагаемое или множитель, или она может быть определена по соответствующей таблице. Поправочный множитель используют в тех случаях, когда систематическая погрешность пропорциональна значению измеряемой величины.

А.2.3 Понятия, связанные с неопределенностью измерений:

- неопределенность (измерений);

- стандартная неопределенность (измерений);

- суммарная стандартная неопределенность (измерений);

- расширенная неопределенность (измерений);

- относительная стандартная неопределенность (измерений);

- дефинициальная неопределенность;

- целевая неопределенность (измерений).

Комментарий - Понятие "неопределенность измерений" относится (имеет смысл) только к результатам измерений. Термин "неопределенность средств измерений" отсутствует, но существует термин "инструментальная неопределенность". Неопределенность измерений, так же как СКО, является неотрицательным параметром (перед числовым значением неопределенности знак "" неуместен), характеризует рассеяние множества возможных значений результатов измерений в рассматриваемой измерительной ситуации, но не погрешность конкретного результата измерения. Возможен случай, когда конкретный (из множества возможных) результат измерения в данном эксперименте имеет пренебрежимо малую погрешность при большой неопределенности.

Дефинициальная неопределенность: составляющая неопределенности измерений, являющаяся результатом ограниченной детализации в определении измеряемой величины. Дефинициальная неопределенность есть практический минимум неопределенности измерений при любом измерении данной величины.

Целевая неопределенность (измерений) является верхней границей неопределенности измерений, заранее установленной исходя из предполагаемого использования результатов измерений. Целевая неопределенность - это не оцененная неопределенность измерений, а установленная норма на измерительную процедуру.

А.3 Средства измерений

А.3.1 Понятия, относящиеся к погрешности СИ:

- погрешность СИ;

- систематическая погрешность СИ;

- случайная погрешность СИ;

- абсолютная погрешность СИ;

- относительная погрешность СИ;

- приведенная погрешность (СИ);

- основная погрешность (СИ);

- дополнительная погрешность (СИ);

- статическая погрешность (СИ);

- динамическая погрешность (СИ);

- погрешность в контрольной точке;

- погрешность нуля;

- погрешность меры.

Комментарий - Погрешность СИ: разность между показанием СИ и известным опорным (действительным) значением величины. Показанием меры является ее номинальное (паспортное) значение. Для СИ за опорное значение измеряемой величины принимают показание рабочего эталона, для рабочего эталона - значение, полученное с помощью эталона более высокого ранга. Погрешности СИ различаются: по характеру проявления - систематические и случайные; по способу выражения - абсолютные, относительные, приведенные; по отношению к условиям применения - основные и дополнительные; по отношению к изменениям во времени измеряемой величины - динамические и статические.

Систематическая погрешность СИ: составляющая погрешности СИ, принимаемая за постоянную или закономерно изменяющуюся. Систематическая погрешность данного СИ, как правило, будет отличаться от систематической погрешности другого экземпляра СИ этого типа, вследствие чего для группы однотипных СИ систематическая погрешность может иногда рассматриваться как случайная погрешность.

Случайная погрешность СИ: составляющая погрешности СИ, изменяющаяся случайным образом.

Абсолютная погрешность СИ: погрешность СИ, выраженная в единицах измеряемой величины.

Относительная погрешность СИ: погрешность СИ, выраженная отношением абсолютной погрешности СИ к опорному значению измеряемой величины.

Приведенная погрешность (СИ): погрешность СИ, выраженная отношением абсолютной погрешности СИ к нормирующему значению величины.

Примечания

1 Часто за нормирующее значение принимают максимальное значение диапазона измерений или разность между максимальным и минимальным значениями диапазона измерений.

2 Приведенную погрешность, как правило, выражают в процентах.

Основная погрешность (СИ): погрешность СИ, применяемого в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность (СИ): составляющая погрешности СИ, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.

Статическая погрешность (СИ): погрешность СИ, применяемого для измерения постоянной величины.

Динамическая погрешность (СИ): разность между погрешностью СИ в динамическом режиме и его статистической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени.

Погрешность в контрольной точке: погрешность СИ или измерительной системы для заданного значения измеряемой величины.

Погрешность нуля: погрешность СИ в контрольной точке, когда заданное значение измеряемой величины равно нулю.

Погрешность меры: разность между номинальным значением меры и опорным значением воспроизводимой ею величины.

А.3.2 Другие понятия, связанные с погрешностями СИ:

- точность (СИ);

- класс точности;

- предел допускаемой погрешности (СИ);

- инструментальное смещение.

Комментарий - Точность (СИ): качество СИ, отражающее близость к нулю его погрешности. Считается, что чем меньше погрешность, тем точнее СИ.

Класс точности: обобщенная характеристика данного типа СИ, как правило, отражающая их уровень точности и выражаемая точностными характеристиками СИ. Класс точности СИ конкретного типа устанавливают в стандартах технических требований (условий) или в других нормативных документах.

Примечания

1 Класс точности, как правило, обозначают числом или символом, принятым по соглашению.

2 Класс точности дает возможность судить о значениях инструментальных погрешностей или инструментальных неопределенностей СИ данного типа при выполнении измерений.

3 Класс точности применяют и к материальным мерам.

Класс точности соответствует пределам допускаемых основной и дополнительных погрешностей СИ, а также другим характеристикам, влияющим на точность. Правила построения и примеры обозначения классов точности в документации и на СИ приведены в ГОСТ 8.401.

Предел допускаемой погрешности (СИ): наибольшее значение погрешности СИ (без учета знака), устанавливаемое нормативным документом для данного типа СИ, при котором оно еще признается метрологически исправным. Нормированные значения пределов допускаемых погрешностей СИ, как правило, существенно превышают значения оцененных погрешностей при испытаниях СИ для учета их долговременной нестабильности.

Примечание - Обычно устанавливают пределы допускаемой погрешности, т.е. нижнюю и верхнюю границы интервала, за которые не должна выходить погрешность.

Инструментальное смещение: разность между средним повторных показаний и опорным значением величины.

А.3.3 Неопределенности измерений, связанные с СИ (поверкой, калибровкой):

- инструментальная неопределенность;

- неопределенность калибровки СИ.

Комментарий - Инструментальная неопределенность: составляющая неопределенности измерений, обусловленная применяемым СИ или измерительной системой.

Примечания

1 Инструментальную неопределенность, как правило, устанавливают при калибровке СИ или измерительной системы, за исключением первичного эталона, когда для этого используют иные подходы.

2 Инструментальную неопределенность используют при оценивании неопределенности измерений по типу В.

3 Информация, касающаяся инструментальной неопределенности, может быть приведена в документации на СИ.

Неопределенность калибровки СИ иногда ошибочно называют погрешностью калибровки СИ. Неопределенность калибровки СИ имеет смысл неопределенности измерений при калибровке СИ, значение которой зависит от уровня точности используемого при этом эталона, и поэтому применять ее в качестве нормируемой метрологической характеристики СИ невозможно. Ее использование (учет) допустимо (допустим) при поверке (подтверждении соответствия) СИ (см. приложение Б) и при установлении границ погрешностей аттестуемых эталонов с учетом экспериментально оцененной долговременной нестабильности СИ (эталона).

А.4 Метрологическая прослеживаемость

А.4.1 Понятия, относящиеся к погрешности:

- погрешность воспроизведения (единицы величины);

- погрешность передачи единицы (величины);

- погрешность метода передачи единицы величины; погрешность метода поверки; погрешность метода калибровки.

Комментарий - Данные понятия приведены в соответствии с 9.10-9.12 РМГ 29-2013; в словаре [2] (см. статью 2.41) при рассмотрении вопросов, связанных с метрологической прослеживаемостью, они не используются.

Погрешность воспроизведения (единицы величины): разность между значением величины, воспроизводимым эталоном и опорным (действительным) значением величины, деленная на опорное (действительное) значение.

Примечание - Это теоретическое понятие соответствует относительной погрешности воспроизведения единицы величины и для нормирования точности эталонов не применяется. Принято для эталонов устанавливать показатели точности воспроизводимых ими одной или ряда величин, возможно, отличных от единицы.

Погрешность передачи единицы (величины): погрешность измерения при передаче единицы величины, включающая погрешности метода передачи единицы величины и эталона, от которого осуществляется передача, а также случайные погрешности эталона (СИ), которому осуществляется передача единицы величины.

Погрешность метода передачи единицы величины, погрешность метода поверки, погрешность метода калибровки: составляющая погрешности измерения при передаче единицы величины, обусловленная несовершенством применяемого метода поверки или калибровки.

А.4.2 Другие понятия, связанные с погрешностями:

- СКО результатов измерений при воспроизведении единицы величины (первичным) эталоном; СКО случайной погрешности первичного эталона;

- границы или доверительные границы неисключенной систематической погрешности первичного эталона;

- доверительные границы суммарной погрешности первичного эталона;

- суммарное СКО, характеризующее суммарную погрешность вторичного эталона;

- доверительные границы суммарной погрешности вторичного эталона.

А.4.3 Неопределенности измерений, связанные с метрологической прослеживаемостью:

- стандартная неопределенность измерений при воспроизведении единицы величины первичным эталоном, оцениваемая по типу А (по типу В); суммарная стандартная неопределенность измерений при воспроизведении единицы величины первичным эталоном;

- расширенная неопределенность измерений при воспроизведении единицы величины первичным эталоном;

- суммарная стандартная неопределенность, обусловленная стандартными неопределенностями измерений при передаче единицы величины, оцениваемыми по типу А и по типу В;

- расширенная неопределенность измерений при передаче размера единицы величины.

Примечание - В пунктах А.4.2 и А.4.3 приведены термины по ГОСТ 8.381.