Кратко о погрешностях измерений для радиолюбителей

Слово "погрешность" навевает на меня тоску. Нет, правда. Что может быть скучнее, чем размышлять о погрешностях, и надо ли вообще заниматься их учетом? (Наверно, матёрый инженер за такие размышления оскалил бы зубы, но мне позволительно, так что я продолжу)

Погрешность -- это ошибка. Ошибка, которую вносит измерительный прибор. Её любительски можно определить, к примеру, как разницу между точным значением и тем значением, которое в итоге было получено в результате измерения с помощью осциллографа или другого измерительного прибора. Любой измерительный прибор вносит ошибки в результат измерений. Один больше, другой меньше. 

Стоп. Измерительный прибор вносит ошибку? Разве он не создан, чтобы дать точное значение? 
Нет, не создан. А что в этом удивительного? Ты же не можешь измерить толщину волоса с помощью обычной линейки с точностью до 0.0001 мм? Не можешь. А всё потому, что минимальная толщина волоса, которую ты можешь измерить с помощью такой линейки 1мм. Я пока не видел людей с такими брёвнами на голове вместо волос. Поэтому, как ты уже понял, разные приборы позволяют измерять с разной точностью. Или, другими словами, вносят разные ошибки в результат измерений. И если змерять толщину волоса школьной линейкой, то ошибка измерений будет наибольшей, а если микрометром, то наименьшей.

Как это всё относится к электронике? Прямо! Когды ты отлаживаешь и тестируешь свою новую электронную схему, то всегда проводишь измерения: ток, напряжение, температуру и т.д. В зависимости от того как и с помощью чего ты проводишь измерения результат может разительно отличаться. И не всегда в лучшую сторону. Именно поэтому следует хотя бы слегка ознакомиться для пользы своей радиолюбительской жизни с понятием погрешности и её разновидностями. О чем и будет ниже. 

К тому же, представление о погрешностях позволяет также лучше понимать характеристики измерительных приборов. 

Виды погрешностей 

В специальной литературе погрешности разбивают на типы так:

• Абсолютная погрешность
• Относительная погрешность
• Приведённая погрешность
• Остаточная погрешность
• Среднеквадратичная погрешность

Абсолютная погрешность -- это разность между измеренной величиной и её действительным значением. 

Избавляются от них путем введения поправки в полученный результат. Поправка обычно равно погрешности, но взята с обратным знаком. Благодаря поправке удаётся снизить ошибку измерения. 

Которая появляется из-за несовершенства прибора или условий измерения. 

Относительная погрешность -- это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

Приведённая относительная погрешность -- отношение между максимальным значением относительной погрешности к верхнему пределу измерительной шкалы прибора

Следует обратить внимание на этот вид погрешности. Именно на ёё основе определяется класс точности прибора.

Вообще, когда проводишь измерения с помощью амперметра или вольтметра следует учитывать, что они вносят некоторые погрешности за счет своего входного или внутреннего сопротивления сопротивления. 

После проведения измерений действительно значение измеряемой величны определяют так:

Аср - это среднее значение погрешности, вычесленное на основе n измерений, дельта -- это поправка, а сигма -- среднеквадратическая погрешность.

Поговаривают, что в теории вероятностей было доказано, что погрешность измренеий, превышающая 3 сигма встречается только раз на 370 измерений. 

Теперь, зная какие бывают погрешности и как с ними оперировать, ты сможешь грамотно выбирать, калибровать измерительный прибор, а также правильно проводить измерения.