Klaidos yra matavimo rezultatų nukrypimai nuo tikrosios kiekio vertės. Tikrąją vertę galima nustatyti tik atlikus daugybę matavimų. Praktiškai to neįmanoma įgyvendinti.
Nukrypimų analizei tikroji vertei artimiausia vertė yra laikoma tikrąja išmatuotos vertės verte. Jis gaunamas naudojant didelio tikslumo matavimo priemones ir metodus. Matavimų patogumui, siekiant užtikrinti galimybę pašalinti nukrypimus, naudojamos skirtingos klaidų klasifikacijos. Apsvarstykite pagrindines grupes.
Raiškos metodas
Jei pagal tai klasifikuojame matavimo priemonių klaidas, galime išskirti:
- Absoliutūs nukrypimai. Jie išreiškiami išmatuojamo kiekio vienetais.
- Santykinis nuokrypis. Jis išreiškiamas absoliučios paklaidos ir matavimo rezultato arba tikrosios išmatuojamo dydžio reikšmių santykiu.
- Sumažintas nuokrypis. Tai išreikšta santykinė paklaidamatavimo priemonės absoliutaus nuokrypio ir vertės, paimtos kaip pastovus rodiklis, santykis visame atitinkamo matavimo diapazone. Jo pasirinkimas pagrįstas GOST 8.009-84.
Daugeliui matavimo priemonių yra nustatyta tikslumo klasė. Pateikta klaida įvedama, nes santykinė reikšmė apibūdina nuokrypį tik konkrečiame skalės taške ir priklauso nuo išmatuotos vertės parametro.
Sąlygos ir š altiniai
Klaidų klasifikacijoje pagal šiuos kriterijus išskiriami pagrindiniai ir papildomi nukrypimai.
Pirmoji yra matavimo priemonių klaidos normaliomis naudojimo sąlygomis. Pagrindiniai nukrypimai atsiranda dėl konvertavimo funkcijos netobulumo, įrenginių savybių netobulumo. Jie atspindi skirtumą tarp tikrosios įrenginio konversijos funkcijos įprastomis sąlygomis ir vardinės (nustatytos norminiuose dokumentuose (techninėse sąlygose, standartuose ir kt.)).
Papildomos klaidos atsiranda, kai vertė nukrypsta nuo norminės reikšmės arba dėl to, kad peržengiama normalizuotos srities ribas.
Įprastos sąlygos
Norminėje dokumentacijoje yra apibrėžti šie įprasti parametrai:
- Oro temperatūra 20±5 laipsniai.
- Santykinė oro drėgmė 65±15%.
- Tinklo įtampa 220±4, 4 V.
- Maitinimo dažnis 50±1Hz.
- Jokių magnetinių ar elektrinių laukų.
- Įrenginio horizontali padėtis su ±2 laipsnių nuokrypiu.
Tikslumo klasė
Nukrypimų tolerancijos ribos gali būti išreikštos santykine, absoliučia arba sumažinta paklaida. Tam, kad būtų galima pasirinkti tinkamiausią matavimo priemonę, lyginama pagal jų apibendrintą charakteristiką – tikslumo klasę. Paprastai tai yra leistinų pagrindinių ir papildomų nukrypimų riba.
Tikslumo klasė leidžia suprasti to paties tipo matavimo priemonių paklaidų ribas. Tačiau jis negali būti laikomas tiesioginiu kiekvienu tokiu prietaisu atliktų matavimų tikslumo rodikliu. Faktas yra tas, kad kiti veiksniai (sąlygos, metodas ir kt.) taip pat turi įtakos matavimo klaidų klasifikavimui. Į šią aplinkybę reikia atsižvelgti renkantis matavimo priemonę priklausomai nuo eksperimentui nurodyto tikslumo.
Tikslumo klasės reikšmė atsispindi techninėse sąlygose, standartuose ar kituose norminiuose dokumentuose. Reikalingas parametras parenkamas iš standartinio diapazono. Pavyzdžiui, elektromechaniniams įrenginiams normatyvinėmis laikomos šios vertės: 0, 05, 0, 1, 0, 2 ir tt
Žinodami matavimo įrankio tikslumo klasės vertę, galite rasti leistiną absoliutaus nuokrypio vertę visoms matavimo diapazono dalims. Indikatorius paprastai taikomas tiesiai ant įrenginio skalės.
Pokyčių pobūdis
Ši funkcija naudojama klasifikuojant sistemines klaidas. Šie nukrypimai išliekapastovus arba keičiasi pagal tam tikrus modelius atliekant matavimus. Šioje klasifikacijoje išskirkite sisteminio pobūdžio klaidas ir tipus. Tai apima: instrumentinius, subjektyvius, metodinius ir kitus nukrypimus.
Jei sisteminė klaida artėja prie nulio, ši situacija vadinama teisingumu.
Metrologijos matavimo paklaidų klasifikacijoje išskiriami ir atsitiktiniai nuokrypiai. Jų atsiradimo neįmanoma numatyti. Atsitiktinės klaidos nėra atsakingos; jų negalima pašalinti iš matavimo proceso. Atsitiktinės klaidos turi didelę įtaką tyrimų rezultatams. Nukrypimus galima sumažinti pakartotiniais matavimais ir vėliau statistiškai apdorojant rezultatus. Kitaip tariant, vidutinė vertė, gauta atliekant pakartotines manipuliacijas, bus arčiau tikrojo parametro, nei gauta iš vieno matavimo. Kai atsitiktinis nuokrypis artimas nuliui, jie kalba apie matavimo prietaiso rodiklių konvergenciją.
Kita klasifikacijos klaidų grupė – praleidžiama. Paprastai jie yra susiję su operatoriaus padarytomis klaidomis arba neatsižvelgta į išorinių veiksnių įtaką. Pralaidos dažniausiai neįtraukiamos į matavimo rezultatus, į jas neatsižvelgiama apdorojant gautus duomenis.
Priklausomybė nuo dydžio
Nukrypimas gali nepriklausyti nuo išmatuoto parametro arba būti jam proporcingas. Atitinkamai, klasifikuojant metrologijos klaidas, priedų irdauginamieji nuokrypiai.
Pastarosios dar vadinamos jautrumo klaidomis. Papildomi nuokrypiai dažniausiai atsiranda dėl paėmimo, atramų vibracijos, trinties ir triukšmo. Dauginimo paklaida siejama su atskirų matavimo priemonių dalių reguliavimo netobulumu. Tai savo ruožtu gali sukelti įvairios priežastys, įskaitant fizines ir įrangos pasenimą.
Ypatybių normalizavimas
Atliekama priklausomai nuo to, kuris nuokrypis yra reikšmingas. Jei adityvioji paklaida reikšminga, riba normalizuojama sumažinto nuokrypio forma, jei ji dauginama, naudojama santykinio pokyčio dydžio formulė.
Tai normalizacijos metodas, kai abu rodikliai yra proporcingi, tai yra, leistino pagrindinio skirtumo riba išreiškiama dviejų terminų formule. Todėl tikslumo klasės rodiklis taip pat susideda iš 2 skaičių c ir d procentais, atskirtų pasviruoju brūkšniu. Pavyzdžiui, 0,2/0,01. Pirmasis skaičius rodo santykinę paklaidą įprastomis sąlygomis. Antrasis rodiklis apibūdina jo padidėjimą didėjant X reikšmei, t.y. atspindi adityvinės paklaidos įtaką.
Išmatuoto rodiklio pokyčių dinamika
Praktikoje naudojama klaidų klasifikacija, atspindinti matuojamo kiekio pokyčių pobūdį. Tai apima nukrypimų atskyrimą:
- Į statinį. Tokios klaidos atsiranda matuojant lėtai kintančius arbavisai nesikeičia.
- Dinamiska. Jie atsiranda matuojant fizinius dydžius, kurie greitai kinta laikui bėgant.
Dinaminis nuokrypis atsiranda dėl įrenginio inercijos.
Nukrypimų įvertinimo ypatybės
Šiuolaikiniai klaidų analizės ir klasifikavimo metodai grindžiami principais, užtikrinančiais matavimų vienodumo reikalavimų laikymąsi.
Vertinimo ir tyrimo tikslams pasiekti nukrypimas aprašomas naudojant modelį (atsitiktinis, instrumentinis, metodinis ir kt.). Jis apibrėžia charakteristikas, kurios gali būti naudojamos kiekybiškai įvertinti klaidos savybes. Apdorojant informaciją būtina rasti tokių charakteristikų įverčius.
Modelis parenkamas atsižvelgiant į jo š altinių duomenis, įskaitant gautus eksperimento metu. Modeliai skirstomi į nedeterministinius (atsitiktinius) ir deterministinius. Pastarieji atitinkamai tinka sistemingiems nukrypimams.
Bendras atsitiktinės klaidos modelis yra reikšmė, įgyvendinanti tikimybių pasiskirstymo funkciją. Nuokrypių charakteristikos šiuo atveju skirstomos į intervalą ir tašką. Aprašant matavimo rezultatų paklaidą dažniausiai naudojami intervaliniai parametrai. Tai reiškia, kad ribos, kuriose galima nustatyti nuokrypį, yra apibrėžtos kaip atitinkančios tam tikrą tikimybę. Tokioje situacijoje ribos vadinamos pasitikėjimu, o tikimybė atitinkamai – pasitikėjimu.
Taškinės charakteristikos naudojamos tais atvejais, kai nėra poreikio ar galimybės įvertinti nuokrypio pasikliovimo ribų.
Vertinimo principai
Renkantis nuokrypių įverčius, naudojamos šios nuostatos:
- Apibūdinami individualūs pasirinkto modelio parametrai ir savybės. Taip yra dėl to, kad nukrypimų modeliai turi sudėtingą struktūrą. Jiems apibūdinti naudojama daug parametrų. Juos nustatyti dažnai būna labai sunku, o kai kuriose situacijose net neįmanoma. Be to, daugeliu atvejų pilname modelio aprašyme yra perteklinės informacijos, o individualių savybių žinių visiškai pakaks užduotims įgyvendinti ir eksperimento tikslams pasiekti.
- Nukrypimų įverčiai nustatomi apytiksliai. Charakteristikos tikslumas atitinka matavimų tikslą. Taip yra dėl to, kad klaida apibūdina tik rezultato neapibrėžtumo zoną ir jos galutinis tikslumas nereikalingas.
- Nukrypimus geriau perdėti, nei neįvertinti. Pirmuoju atveju pablogės matavimo kokybė, antruoju atveju tikėtinas visiškas gautų rezultatų nusidėvėjimas.
Įvertinkite klaidas prieš arba po matavimo. Pirmuoju atveju jis vadinamas a priori, antruoju - a posteriori.
