Pogreške su odstupanja rezultata mjerenja od stvarne vrijednosti veličine. Stvarna vrijednost može se utvrditi samo provođenjem brojnih mjerenja. U praksi je to nemoguće provesti.
Za analizu odstupanja, vrijednost koja je najbliža pravoj vrijednosti smatra se stvarnom vrijednošću izmjerene vrijednosti. Dobiva se pomoću visoko preciznih mjernih instrumenata i metoda. Radi praktičnosti mjerenja, kako bi se osigurala mogućnost otklanjanja odstupanja, koriste se različite klasifikacije pogrešaka. Razmotrite glavne grupe.
Metoda izražavanja
Ako greške mjernih instrumenata klasificiramo na osnovu toga, možemo razlikovati:
- Apsolutna odstupanja. Izražavaju se u jedinicama količine koja se mjeri.
- Relativno odstupanje. Izražava se omjerom apsolutne pogreške i rezultata mjerenja ili stvarne vrijednosti veličine koja se mjeri.
- Smanjeno odstupanje. To je izražena relativna pogreškaomjer apsolutnog odstupanja mjernog instrumenta i vrijednosti uzete kao konstantan pokazatelj u cijelom rasponu odgovarajućeg mjerenja. Njegov izbor temelji se na GOST 8.009-84.
Za mnoge mjerne instrumente uspostavljena je klasa točnosti. Navedena greška se uvodi jer relativna vrijednost karakterizira odstupanje samo na određenoj točki skale i ovisi o parametru mjerene vrijednosti.
Uvjeti i izvori
U klasifikaciji pogrešaka prema ovim kriterijima razlikuju se glavna i dodatna odstupanja.
Prve su pogreške mjernih instrumenata u normalnim uvjetima korištenja. Glavna odstupanja su posljedica nesavršenosti funkcije pretvorbe, nesavršenosti svojstava uređaja. Oni odražavaju razliku između stvarne funkcije pretvorbe uređaja u normalnim uvjetima i nominalne (utvrđene u regulatornim dokumentima (tehnički uvjeti, standardi, itd.)).
Dodatne pogreške nastaju kada vrijednost odstupa od vrijednosti norme ili zbog prelaska granica normaliziranog područja.
Normalni uvjeti
Sljedeći normalni parametri definirani su u normativnoj dokumentaciji:
- Temperatura zraka 20±5 stupnjeva.
- Relativna vlažnost 65±15%.
- Napon mreže 220±4, 4 V.
- Frekvencija snage 50±1Hz.
- Bez magnetskih ili električnih polja.
- Horizontalni položaj uređaja s odstupanjem od ±2 stupnja.
Razred točnosti
Granice tolerancije odstupanja mogu se izraziti u relativnoj, apsolutnoj ili smanjenoj grešci. Kako bi se mogao odabrati najprikladniji mjerni alat, vrši se usporedba prema njihovoj generaliziranoj karakteristici - klasi točnosti. U pravilu je to granica dopuštenih osnovnih i dodatnih odstupanja.
Klasa točnosti omogućuje vam razumijevanje granica pogrešaka iste vrste mjernih instrumenata. Međutim, ne može se smatrati izravnim pokazateljem točnosti mjerenja koje provodi svaki takav instrument. Činjenica je da i drugi čimbenici (uvjeti, metoda i sl.) također utječu na klasifikaciju mjernih pogrešaka. Ovu okolnost treba uzeti u obzir pri odabiru mjernog instrumenta ovisno o točnosti navedenoj za eksperiment.
Vrijednost klase točnosti odražava se u tehničkim uvjetima, standardima ili drugim regulatornim dokumentima. Traženi parametar odabire se iz standardnog raspona. Na primjer, za elektromehaničke uređaje, sljedeće vrijednosti se smatraju normativnim: 0, 05, 0, 1, 0, 2, itd.
Poznavajući vrijednost klase točnosti mjernog alata, možete pronaći dopuštenu vrijednost apsolutnog odstupanja za sve dijelove mjernog raspona. Indikator se obično primjenjuje izravno na ljestvicu uređaja.
Priroda promjene
Ova značajka se koristi u klasifikaciji sustavnih pogrešaka. Ta odstupanja ostajukonstantan ili se mijenja prema određenim obrascima pri izvođenju mjerenja. Dodijelite u ovoj klasifikaciji i vrste pogrešaka koje imaju sustavni karakter. To uključuje: instrumentalna, subjektivna, metodološka i druga odstupanja.
Ako se sustavna pogreška približi nuli, ova situacija se naziva ispravnost.
U klasifikaciji mjernih pogrešaka u mjeriteljstvu razlikuju se i slučajna odstupanja. Njihova pojava se ne može predvidjeti. Slučajne greške nisu odgovorne; ne mogu se isključiti iz procesa mjerenja. Slučajne pogreške imaju značajan utjecaj na rezultate istraživanja. Odstupanja se mogu smanjiti ponovljenim mjerenjima uz naknadnu statističku obradu rezultata. Drugim riječima, prosječna vrijednost dobivena ponovljenim manipulacijama bit će bliža stvarnom parametru od one dobivene jednim mjerenjem. Kada je slučajno odstupanje blizu nule, govore o konvergenciji pokazatelja mjernog uređaja.
Još jedna grupa grešaka u klasifikaciji - promašaji. Oni su u pravilu povezani s pogreškama koje je napravio operater ili se ne uzimaju u obzir utjecaj vanjskih čimbenika. Promašaji se obično isključuju iz rezultata mjerenja, ne uzimaju se u obzir prilikom obrade primljenih podataka.
Ovisnost o veličini
Odstupanje možda neće ovisiti o mjerenom parametru niti biti proporcionalno njemu. Sukladno tome, u klasifikaciji pogrešaka u mjeriteljstvu, aditiva imultiplikativne devijacije.
Potonje se također nazivaju pogreškama osjetljivosti. Aditivna odstupanja obično se javljaju zbog podizanja, vibracija u nosačima, trenja i buke. Multiplikativna pogreška povezana je s nesavršenošću podešavanja pojedinih dijelova mjernih instrumenata. To, pak, može biti uzrokovano raznim razlozima, uključujući fizičku i zastarjelost opreme.
Normalizacija karakteristika
Provodi se ovisno o tome koje je odstupanje značajno. Ako je aditivna pogreška značajna, granica se normalizira u obliku smanjenog odstupanja, ako je multiplikativna, koristi se formula za relativnu veličinu promjene.
Ovo je metoda normalizacije u kojoj su oba pokazatelja sumjerljiva, odnosno granica dopuštene glavne razlike izražena je dvočlanom formulom. Stoga se pokazatelj klase točnosti također sastoji od 2 broja c i d u postocima, odvojenih kosom crtom. Na primjer, 0,2/0,01 Prvi broj odražava relativnu pogrešku u normalnim uvjetima. Drugi pokazatelj karakterizira njegovo povećanje s povećanjem vrijednosti X, tj. odražava utjecaj aditivne pogreške.
Dinamika promjena u izmjerenom pokazatelju
U praksi se koristi klasifikacija pogrešaka, koja odražava prirodu promjena u količini koja se mjeri. Uključuje razdvajanje odstupanja:
- Za statično. Takve greške nastaju kada se mjerenje sporo mijenja iliuopće se ne mijenja.
- Dinamično. Pojavljuju se pri mjerenju fizičkih veličina koje se brzo mijenjaju u vremenu.
Dinamičko odstupanje je zbog inercije uređaja.
Značajke procjene odstupanja
Moderni pristupi analizi i klasifikaciji pogrešaka temelje se na principima koji osiguravaju usklađenost sa zahtjevima za ujednačenost mjerenja.
Za postizanje ciljeva procjene i istraživanja, odstupanje se opisuje modelom (slučajnim, instrumentalnim, metodološkim itd.). Definira karakteristike koje se mogu koristiti za kvantificiranje svojstava pogreške. Prilikom obrade informacija potrebno je pronaći procjene takvih karakteristika.
Model se bira uzimajući u obzir podatke o njegovim izvorima, uključujući i one dobivene tijekom eksperimenta. Modeli se dijele na nedeterminističke (slučajne) i determinističke. Potonji su, odnosno, prikladni za sustavna odstupanja.
Opći model za slučajnu pogrešku je vrijednost koja implementira funkciju raspodjele vjerojatnosti. Karakteristike odstupanja u ovom slučaju podijeljene su na interval i točka. Prilikom opisivanja pogreške rezultata mjerenja obično se koriste parametri intervala. To znači da su granice unutar kojih se odstupanje može locirati definirane kao da odgovaraju određenoj vjerojatnosti. U takvoj situaciji, granice se nazivaju povjerenje, a vjerojatnost, odnosno povjerenje.
Točkovne karakteristike se koriste u slučajevima kada nema potrebe ili mogućnosti za procjenu granica pouzdanosti odstupanja.
Načela evaluacije
Prilikom odabira procjena odstupanja koriste se sljedeće odredbe:
- Karakterizirani su pojedinačni parametri i svojstva odabranog modela. To je zbog činjenice da modeli odstupanja imaju složenu strukturu. Za njihovo opisivanje koriste se mnogi parametri. Njihovo određivanje često je vrlo teško, au nekim situacijama čak i nemoguće. Osim toga, u mnogim slučajevima puni opis modela sadrži suvišne informacije, dok će poznavanje pojedinačnih karakteristika biti sasvim dovoljno za provedbu zadataka i postizanje ciljeva eksperimenta.
- Procjene odstupanja određuju se približno. Točnost karakteristika je u skladu sa svrhom mjerenja. To je zbog činjenice da pogreška karakterizira samo zonu nesigurnosti rezultata i nije potrebna njezina krajnja točnost.
- Odstupanje je bolje preuveličati nego podcijeniti. U prvom slučaju, kvaliteta mjerenja će se smanjiti, u drugom slučaju je vjerojatno potpuna amortizacija dobivenih rezultata.
Procijenite pogreške prije ili nakon mjerenja. U prvom slučaju to se zove a priori, u drugom - a posteriori.
