Conceptul de incertitudine de măsurare
În utilizarea practică a diferitelor rezultate de măsurare este important să se evalueze exactitatea lor. Termenul „precizie“, adică. E. Gradul de aproximare a rezultatelor de măsurare la o anumită valoare reală nu este strictă și este utilizat pentru a determina operațiunile de măsurare comparare calitativă. Pentru a cuantifica se aplică conceptul de „eroare de măsurare“ (mai mici de eroare, mai precis).
abatere Eroare de apel din rezultatul măsurării efective valoarea (reală) HN măreție măsurată. Estimarea incertitudinii de măsurare - este una dintre cele mai importante măsuri pentru a asigura trasabilitatea.
Eroarea de măsurare depinde în principal de erorile SI, precum și condițiile în care măsurătoarea este luată din eroarea experimentală, tehnica și caracteristicile subiective ale omului, în cazurile în care este implicat direct în măsurătorile. Prin urmare, putem vorbi despre mai multe componente ale erorilor de măsurare sau exactitatea lor generală.
Numărul de factori care afectează precizia măsurătorii este suficient de mare, erorile de clasificare și de măsurare (Figura 15) într-o anumită măsură arbitrară, deoarece diferite erori în funcție de condițiile de măsurare ale procesului sunt prezentate în grupuri diferite.
Fig. 15. Erori de măsurare Clasificare
După cum sa arătat mai sus, eroarea de măsurare - această măsurătoare deviere rezultat X de la valorile reale măsurate Hi. Astfel, în locul cantității fizice reale Hee utiliza XA valoarea reală.
În funcție de forma de exprimare distinge absolută, relativă și reducerea incertitudinii de măsurare.
Eroare absolută - aceasta înseamnă eroarea de măsurare, exprimată în unități ale cantității fizice măsurate. Acesta este definit ca diferența # 916; = Xi - Hee sau # 916; = X - XQ .. unde Xi - rezultatul măsurării.
Eroarea relativă - aceasta este mijlocul de măsurare eroarea, exprimată ca raportul dintre măsurarea erorii absolute înseamnă rezultatului măsurării sau valoarea reală a cantității fizice măsurate. Acesta este definit ca raportul dintre # 948; = ± (# 916; / Xq) 903 # 100%.
Eroarea de mai sus - aceasta este mijlocul de măsurare eroarea, exprimată ca raportul dintre măsurarea erorii absolute înseamnă adoptate în mod convențional la o valoare constantă a datelor pe întregul domeniu de măsurare # 935; N.
Ca valori normalizând pot fi utilizate dispozitiv de măsurare gama, limita superioară de măsurare etc. Acesta este definit ca raportul dintre # 947; = ± (# 916; / # 935; n) # 903; 100%.
Metodele de teoria probabilităților a constatat că deoarece valorile reale ca rezultat mai multe măsurători ale unui parametru care variază în mod aleatoriu efectuează aritmetică valoarea X:
în care Xi - i -lea rezultatul măsurării, n - numărul de măsurători.
Valoarea `X, rezultând într-o serie de măsurători este o abordare aleatorie a Hee. Pentru a evalua posibilele sale abateri de la determinarea Hee o estimare a abaterii standard a mediei aritmetice:
Pentru a evalua împrăștierea rezultatelor măsurătorilor individuale în raport cu media aritmetică Xi înseamnă `X determină proba abaterea medie:
Acestea corespund formulei teoremei limită centrală a teoriei probabilității ca media aritmetică a unei serii de măsurători este eroare întotdeauna mai mică decât eroarea de măsurare a fiecărui special:
Această formulă reflectă legea fundamentală a teoriei erorilor. Din aceasta rezultă că, dacă este necesar pentru a crește acuratețea rezultatului (dacă eroarea sistematică exclusă) de 2 ori, apoi numărul de măsurători trebuie mărită de 4 ori; Dacă doriți să crească acuratețea de 3 ori, numărul de măsurători a crescut cu 9 ori, etc.
Trebuie să se facă distincția clară între utilizarea cantităților și S # 963;: folosit pentru prima dată în evaluarea rezultatului final al erorii, iar al doilea - în evaluarea incertitudinii de măsurare a metodei.
În funcție de natura simptomelor, cauze și soluții pentru a remedia erorile de măsurare a distinge sistematice și aleatoare, și erori grosolane (gafe).
Eroare sistematică - este o parte din eroarea este luată ca constantă sau variază în mod regulat în măsurători repetate ale aceluiași parametru. În general, se consideră că erorile sistematice pot fi detectate și eliminate. Cu toate acestea, în lumea reală pentru a elimina complet aceste erori sunt imposibile. rămâne întotdeauna unele resturi Unexcluded care trebuie luate în considerare pentru evaluarea frontierelor lor. Aceasta va fi o eroare sistematică de măsurare.
Eroare aleatorie - este o parte din erorile care variază în aceleași condiții de măsurare la întâmplare. Valoarea erorii aleatoare nu este cunoscută dinainte, aceasta se produce datorită unei multitudini de factori nespecificate. Excludeți din rezultatele erorilor aleatorii nu pot, dar efectele lor pot fi reduse prin prelucrarea statistică a rezultatelor măsurătorilor.
Componentele de eroare aleatorii și sistematice ale măsurătorilor au fost prezentate simultan, astfel încât independența eroarea totală este suma erorilor. În principiu, tendinta este de asemenea aleatorie și această diviziune se datorează numai tradițiile stabilite de prelucrarea și prezentarea rezultatelor măsurătorilor.
Spre deosebire de eroare aleatoare, detectabilă în ansamblu, indiferent de sursa acesteia, eroarea sistematică este văzută pe componente, în funcție de sursele de apariția acesteia. O distincție este componentele subiective, metodologice și instrumentale de erori sistematice.
Componenta subiectivă a erorii asociată cu caracteristicile individuale ale operatorului. De obicei, această eroare se produce din cauza unei erori în lecturile necredincioșilor și abilitățile operatorului. Practic eroare sistematică apare din componentele metodice și instrument.
Articolele componente de eroare datorită metodei de măsurare imperfecțiune, metode care utilizează mijloace de măsurare, formule de calcul incorecte și rezultatele rotunjirii.
componentă instrumentală apare din mijloacele reale de eroare de măsurare definește o clasă de exactitate, influența măsurării asupra obiectului de măsurare și rezoluția limitată a măsurătorii mijloace.
Expediența separării erorilor sistematice în componentele metodice și instrumentale este explicată după cum urmează:
pentru a îmbunătăți precizia de măsurare pot fi identificați factori de limitare și, prin urmare, să ia o decizie, fie cu privire la îmbunătățirea tehnicilor, sau cu privire la alegerea unui mijloc de măsurare mai precise;
devine posibil să se determine componenta totală de eroare, sau în creștere cu timpul, sau sub influența factorilor externi, și, prin urmare, în mod intenționat realizează verificarea periodică și certificare;
componentă instrument poate fi estimat tehnici de reamenajare și precizie potențial posibilitatea de a alege metoda determină numai componenta metodologică.
erori brute (defecțiuni) apar din cauza acțiunilor eronate ale operatorului, defectarea dispozitivelor sau modificări bruște ale condițiilor de măsurare de măsurare. De regulă, sunt detectate erori grosolane, ca urmare a prelucrării statistice a rezultatelor măsurătorilor folosind criterii specifice.