Kļūdas ir mērījumu rezultātu novirzes no daudzuma reālās vērtības. Faktisko vērtību var noteikt, tikai veicot daudzus mērījumus. Praksē to nav iespējams īstenot.
Lai veiktu noviržu analīzi, patiesajai vērtībai tuvākā vērtība tiek uzskatīta par izmērītās vērtības faktisko vērtību. To iegūst, izmantojot augstas precizitātes mērinstrumentus un metodes. Mērījumu ērtībai, lai nodrošinātu iespēju novērst novirzes, tiek izmantotas dažādas kļūdu klasifikācijas. Apsveriet galvenās grupas.
Izteiksmes metode
Ja klasificējam mērinstrumentu kļūdas, pamatojoties uz to, varam atšķirt:
- Absolūtas novirzes. Tie ir izteikti mērāmā daudzuma vienībās.
- Relatīvā novirze. To izsaka ar absolūtās kļūdas un mērījuma rezultāta attiecību vai mērāmā daudzuma faktisko vērtību.
- Samazināta novirze. Tā ir izteikta relatīvā kļūdamērinstrumenta absolūtās novirzes attiecība pret vērtību, kas ņemta par nemainīgu rādītāju visā atbilstošā mērījuma diapazonā. Viņa izvēle ir balstīta uz GOST 8.009-84.
Daudziem mērinstrumentiem ir noteikta precizitātes klase. Dotā kļūda tiek ieviesta, jo relatīvā vērtība raksturo novirzi tikai noteiktā skalas punktā un ir atkarīga no izmērītās vērtības parametra.
Nosacījumi un avoti
Kļūdu klasifikācijā pēc šiem kritērijiem izšķir galvenās un papildu novirzes.
Pirmais ir mērinstrumentu kļūdas normālos lietošanas apstākļos. Galvenās novirzes ir saistītas ar pārveidošanas funkcijas nepilnībām, ierīču īpašību nepilnībām. Tie atspoguļo atšķirību starp ierīces faktisko pārveidošanas funkciju normālos apstākļos un nominālo (noteikta normatīvajos dokumentos (tehniskie nosacījumi, standarti utt.)).
Papildu kļūdas rodas, ja vērtība atšķiras no normas vērtības vai pārsniedz normalizētā apgabala robežas.
Normāli apstākļi
Normatīvā dokumentācijā ir definēti šādi parastie parametri:
- Gaisa temperatūra 20±5 grādi.
- Relatīvais mitrums 65±15%.
- Tīkla spriegums 220±4, 4 V.
- Strāvas frekvence 50±1Hz.
- Nav magnētisko vai elektrisko lauku.
- Ierīces horizontālais novietojums ar novirzi ±2 grādiem.
Precizitātes klase
Noviržu pielaides robežas var izteikt ar relatīvu, absolūtu vai samazinātu kļūdu. Lai varētu izvēlēties piemērotāko mērinstrumentu, tiek veikts salīdzinājums pēc to vispārinātā raksturlieluma - precizitātes klases. Parasti tā ir pieļaujamo pamata un papildu noviržu robeža.
Precizitātes klase ļauj izprast viena veida mērinstrumentu kļūdu robežas. Tomēr to nevar uzskatīt par tiešu katra šāda instrumenta veikto mērījumu precizitātes rādītāju. Fakts ir tāds, ka mērījumu kļūdu klasifikāciju ietekmē arī citi faktori (nosacījumi, metode utt.). Šis apstāklis ir jāņem vērā, izvēloties mērinstrumentu atkarībā no eksperimentam noteiktās precizitātes.
Precizitātes klases vērtība ir atspoguļota tehniskajos nosacījumos, standartos vai citos normatīvajos dokumentos. Nepieciešamais parametrs tiek izvēlēts no standarta diapazona. Piemēram, elektromehāniskajām ierīcēm šādas vērtības tiek uzskatītas par normatīvām: 0, 05, 0, 1, 0, 2 utt.
Zinot mērinstrumenta precizitātes klases vērtību, jūs varat atrast absolūtās novirzes pieļaujamo vērtību visām mērījumu diapazona daļām. Indikators parasti tiek lietots tieši uz ierīces skalas.
Izmaiņu būtība
Šo līdzekli izmanto sistemātisko kļūdu klasifikācijā. Šīs novirzes paliekkonstanta vai mainās atbilstoši noteiktiem modeļiem, veicot mērījumus. Šajā klasifikācijā norādiet kļūdu veidus, kuriem ir sistemātisks raksturs. Tie ietver: instrumentālās, subjektīvās, metodoloģiskās un citas novirzes.
Ja sistemātiskā kļūda tuvojas nullei, šo situāciju sauc par pareizību.
Mērījumu kļūdu klasifikācijā metroloģijā izšķir arī nejaušas novirzes. To rašanos nevar paredzēt. Par nejaušām kļūdām nav jāatskaitās; tos nevar izslēgt no mērīšanas procesa. Nejaušām kļūdām ir būtiska ietekme uz pētījumu rezultātiem. Novirzes var samazināt ar atkārtotiem mērījumiem ar sekojošu rezultātu statistisku apstrādi. Citiem vārdiem sakot, vidējā vērtība, kas iegūta no atkārtotām manipulācijām, būs tuvāka reālajam parametram nekā tā, kas iegūta no viena mērījuma. Kad nejaušā novirze ir tuvu nullei, viņi runā par mērierīces indikatoru konverģenci.
Vēl viena kļūdu grupa klasifikācijā - garām. Tās parasti ir saistītas ar operatora pieļautajām kļūdām vai neņemtām vērā ārējo faktoru ietekmi. Neatbilstības parasti tiek izslēgtas no mērījumu rezultātiem, netiek ņemtas vērā, apstrādājot saņemtos datus.
Atkarība no lieluma
Novirze var nebūt atkarīga no izmērītā parametra vai būt tam proporcionāla. Attiecīgi kļūdu klasifikācijā metroloģijā piedevas unreizināšanas novirzes.
Pēdējās tiek sauktas arī par jutīguma kļūdām. Piedevas novirzes parasti rodas noņēmēju, balstu vibrāciju, berzes un trokšņa dēļ. Reizināšanas kļūda ir saistīta ar mērinstrumentu atsevišķu daļu regulēšanas nepilnībām. To savukārt var izraisīt dažādi iemesli, tostarp fiziski un aprīkojuma novecošanās.
Raksturu normalizācija
To veic atkarībā no tā, kura novirze ir nozīmīga. Ja aditīvā kļūda ir būtiska, robeža tiek normalizēta samazinātas novirzes veidā, ja tā ir reizināta, tiek izmantota izmaiņu relatīvā lieluma formula.
Šī ir normalizācijas metode, kurā abi rādītāji ir samērojami, tas ir, pieļaujamās galvenās atšķirības robeža tiek izteikta divu terminu formulā. Tāpēc precizitātes klases rādītājs sastāv arī no 2 c un d procentiem, kas atdalīti ar slīpsvītru. Piemēram, 0,2/0,01. Pirmais skaitlis atspoguļo relatīvo kļūdu normālos apstākļos. Otrais rādītājs raksturo tā pieaugumu ar X vērtības pieaugumu, t.i., atspoguļo aditīvās kļūdas ietekmi.
Mērītā rādītāja izmaiņu dinamika
Praksē tiek izmantota kļūdu klasifikācija, kas atspoguļo izmērāmā daudzuma izmaiņu raksturu. Tas ietver noviržu atdalīšanu:
- Uz statisku. Šādas kļūdas rodas, mērot lēni mainās vainemaz nemainās.
- Dinamiska. Tie parādās, mērot fiziskos lielumus, kas laika gaitā strauji mainās.
Dinamiskā novirze rodas ierīces inerces dēļ.
Noviržu novērtēšanas pazīmes
Mūsdienu pieejas kļūdu analīzē un klasifikācijā balstās uz principiem, kas nodrošina mērījumu viendabīguma prasību ievērošanu.
Novērtēšanas un izpētes mērķu sasniegšanai novirze tiek aprakstīta, izmantojot modeli (gadījuma, instrumentālo, metodisko u.c.). Tas nosaka raksturlielumus, ko var izmantot, lai kvantitatīvi noteiktu kļūdas īpašības. Informācijas apstrādes gaitā ir nepieciešams atrast šādu raksturlielumu aplēses.
Modelis ir izvēlēts, ņemot vērā datus par tā avotiem, tostarp tiem, kas iegūti eksperimenta laikā. Modeļus iedala nedeterministiskajos (nejaušajos) un deterministiskajos. Pēdējie attiecīgi ir piemēroti sistemātiskām novirzēm.
Vispārējais nejaušās kļūdas modelis ir vērtība, kas īsteno varbūtības sadalījuma funkciju. Noviržu raksturlielumi šajā gadījumā ir sadalīti intervālā un punktā. Aprakstot mērījumu rezultātu kļūdu, parasti tiek izmantoti intervāla parametri. Tas nozīmē, ka robežas, kurās var atrasties novirze, tiek definētas kā atbilstošas noteiktai varbūtībai. Šādā situācijā robežas sauc par pārliecību, bet varbūtību attiecīgi par pārliecību.
Punktu raksturlielumus izmanto gadījumos, kad nav vajadzības vai iespējas novērtēt novirzes ticamības robežas.
Vērtēšanas principi
Izvēloties noviržu aprēķinus, tiek izmantoti šādi nosacījumi:
- Tiek raksturoti atsevišķi izvēlētā modeļa parametri un īpašības. Tas ir saistīts ar faktu, ka noviržu modeļiem ir sarežģīta struktūra. To aprakstīšanai tiek izmantoti daudzi parametri. Viņu noteikšana bieži ir ļoti sarežģīta un dažās situācijās pat neiespējama. Turklāt daudzos gadījumos pilnais modeļa apraksts satur lieku informāciju, savukārt individuālo īpašību zināšanām pilnīgi pietiks, lai īstenotu uzdevumus un sasniegtu eksperimenta mērķus.
- Noviržu aplēses ir noteiktas aptuveni. Raksturlielumu precizitāte atbilst mērījumu mērķim. Tas ir saistīts ar faktu, ka kļūda raksturo tikai rezultāta nenoteiktības zonu un tās galīgā precizitāte nav nepieciešama.
- Labāk novirze ir pārspīlēt nekā nenovērtēt. Pirmajā gadījumā mērījumu kvalitāte pazemināsies, otrajā gadījumā iespējama iegūto rezultātu pilnīga nolietošanās.
Novērtējiet kļūdas pirms vai pēc mērījuma. Pirmajā gadījumā to sauc a priori, otrajā - a posteriori.
