خطاها انحراف نتایج اندازه گیری از مقدار واقعی یک کمیت هستند. مقدار واقعی را فقط می توان با انجام اندازه گیری های متعدد تعیین کرد. در عمل، اجرای این امر غیرممکن است.
برای تحلیل انحرافات، نزدیکترین مقدار به مقدار واقعی، مقدار واقعی مقدار اندازه گیری شده در نظر گرفته می شود. با استفاده از ابزارها و روش های اندازه گیری با دقت بالا به دست می آید. برای راحتی اندازه گیری ها، برای اطمینان از امکان حذف انحرافات، از طبقه بندی های مختلف خطاها استفاده می شود. گروه های اصلی را در نظر بگیرید.
روش بیان
اگر خطاهای ابزار اندازه گیری را بر این اساس طبقه بندی کنیم، می توانیم تشخیص دهیم:
- انحراف مطلق. آنها در واحدهای کمیت اندازه گیری شده بیان می شوند.
- انحراف نسبی. با نسبت خطای مطلق و نتیجه اندازه گیری یا مقدار واقعی کمیت اندازه گیری شده بیان می شود.
- کاهش انحراف. این خطای نسبی بیان شده استنسبت انحراف مطلق ابزار اندازه گیری و مقدار گرفته شده به عنوان یک شاخص ثابت در کل محدوده اندازه گیری مربوطه. انتخاب او بر اساس GOST 8.009-84 است.
برای بسیاری از ابزارهای اندازه گیری، یک کلاس دقت ایجاد شده است. خطای داده شده به این دلیل معرفی می شود که مقدار نسبی انحراف را فقط در یک نقطه خاص از مقیاس مشخص می کند و به پارامتر مقدار اندازه گیری شده بستگی دارد.
شرایط و منابع
انحرافات اصلی و اضافی در طبقه بندی خطاها بر اساس این معیارها تشخیص داده می شوند.
اولین خطاهای ابزار اندازه گیری در شرایط عادی استفاده است. انحرافات اصلی به دلیل نقص تابع تبدیل، ناقص بودن ویژگی های دستگاه ها است. آنها تفاوت بین عملکرد تبدیل واقعی دستگاه در شرایط عادی و اسمی (که در اسناد نظارتی (شرایط فنی، استانداردها و غیره) ایجاد شده است) را نشان می دهند.
خطاهای اضافی زمانی رخ می دهد که یک مقدار از مقدار نرمال منحرف شود یا به دلیل فراتر رفتن از مرزهای منطقه نرمال شده باشد.
شرایط عادی
پارامترهای عادی زیر در مستندات هنجاری تعریف شده است:
- دمای هوا 5±20 درجه.
- رطوبت نسبی 65±15%.
- ولتاژ شبکه 4±220، 4 ولت.
- فرکانس برق 50±1Hz.
- بدون میدان مغناطیسی یا الکتریکی.
- وضعیت افقی دستگاه با انحراف ۲± درجه.
کلاس دقت
حدود تحمل انحرافات را می توان به صورت خطای نسبی، مطلق یا کاهش یافته بیان کرد. برای اینکه بتوانیم مناسب ترین ابزار اندازه گیری را انتخاب کنیم، با توجه به ویژگی تعمیم یافته آنها - کلاس دقت مقایسه می شود. قاعدتاً حد مجاز انحرافات اساسی و اضافی است.
کلاس دقت به شما امکان می دهد محدودیت های خطاهای یک نوع ابزار اندازه گیری را درک کنید. با این حال، نمی توان آن را به عنوان یک شاخص مستقیم از دقت اندازه گیری های انجام شده توسط هر یک از این ابزارها در نظر گرفت. واقعیت این است که عوامل دیگر (شرایط، روش و غیره) نیز بر طبقه بندی خطاهای اندازه گیری تأثیر می گذارد. این شرایط باید هنگام انتخاب یک ابزار اندازه گیری بسته به دقت مشخص شده برای آزمایش در نظر گرفته شود.
مقدار کلاس دقت در شرایط فنی، استانداردها یا سایر اسناد نظارتی منعکس می شود. پارامتر مورد نیاز از محدوده استاندارد انتخاب می شود. به عنوان مثال، برای دستگاه های الکترومکانیکی، مقادیر زیر هنجاری در نظر گرفته می شود: 0، 05، 0، 1، 0، 2، و غیره.
با دانستن مقدار کلاس دقت ابزار اندازه گیری، می توانید مقدار مجاز انحراف مطلق را برای تمام قسمت های محدوده اندازه گیری پیدا کنید. نشانگر معمولاً مستقیماً روی مقیاس دستگاه اعمال می شود.
ماهیت تغییر
این ویژگی در طبقه بندی خطاهای سیستماتیک استفاده می شود. این انحرافات باقی می ماندثابت است یا مطابق با الگوهای خاصی در هنگام انجام اندازه گیری تغییر می کند. در این طبقه بندی و انواع خطاهایی را که دارای ویژگی سیستماتیک هستند، اختصاص دهید. این موارد عبارتند از: انحرافات ابزاری، ذهنی، روش شناختی و سایر موارد.
اگر خطای سیستماتیک به صفر نزدیک شود، به این وضعیت صحت می گویند.
در طبقه بندی خطاهای اندازه گیری در اندازه شناسی، انحرافات تصادفی نیز متمایز می شوند. وقوع آنها را نمی توان پیش بینی کرد. خطاهای تصادفی قابل پاسخگویی نیستند. آنها را نمی توان از فرآیند اندازه گیری حذف کرد. خطاهای تصادفی تأثیر قابل توجهی بر نتایج تحقیق دارند. انحرافات را می توان با اندازه گیری های مکرر با پردازش آماری بعدی نتایج کاهش داد. به عبارت دیگر، مقدار متوسط به دست آمده از دستکاری های مکرر به پارامتر واقعی نزدیکتر از مقدار بدست آمده از یک اندازه گیری منفرد خواهد بود. وقتی انحراف تصادفی نزدیک به صفر است، از همگرایی نشانگرهای دستگاه اندازه گیری صحبت می کنند.
گروه دیگری از اشتباهات در طبقه بندی - اشتباهات. آنها معمولاً با خطاهایی که توسط اپراتور انجام می شود یا تأثیر عوامل خارجی به حساب نمی آیند مرتبط هستند. خطاها معمولاً از نتایج اندازه‌گیری حذف می‌شوند و هنگام پردازش داده‌های دریافتی در نظر گرفته نمی‌شوند.
وابستگی به قدر
انحراف ممکن است به پارامتر اندازه گیری شده بستگی نداشته باشد یا متناسب با آن باشد. بر این اساس، در طبقه بندی خطاهای اندازه شناسی، افزایشی وانحرافات ضربی.
به دومی خطاهای حساسیت نیز گفته می شود. انحرافات افزودنی معمولاً به دلیل پیکاپ ها، ارتعاشات در تکیه گاه ها، اصطکاک و نویز ظاهر می شوند. خطای ضربی با ناقصی در تنظیم قطعات جداگانه ابزار اندازه گیری همراه است. این به نوبه خود می تواند به دلایل مختلفی از جمله فیزیکی و قدیمی بودن تجهیزات ایجاد شود.
نرمال‌سازی ویژگی‌ها
بسته به اینکه کدام انحراف قابل توجه است انجام می شود. اگر خطای افزایشی قابل توجه باشد، حد به شکل یک انحراف کاهش یافته نرمال می شود، اگر ضربی باشد، از فرمول بزرگی نسبی تغییر استفاده می شود.
این یک روش عادی سازی است که در آن هر دو شاخص قابل مقایسه هستند، یعنی حد تفاوت اصلی مجاز در یک فرمول دو مدت بیان می شود. بنابراین، نشانگر کلاس دقت نیز شامل 2 عدد c و d بر حسب درصد است که با یک اسلش از هم جدا شده اند. برای مثال 0.2/0.01 عدد اول نشان دهنده خطای نسبی در شرایط عادی است. شاخص دوم افزایش آن را با افزایش مقدار X مشخص می کند، یعنی تأثیر خطای افزایشی را منعکس می کند.
دینامیک تغییرات در اندیکاتور اندازه گیری شده
در عمل، طبقه بندی خطاها استفاده می شود که منعکس کننده ماهیت تغییرات در کمیت مورد اندازه گیری است. این شامل جداسازی انحرافات است:
- به استاتیک. چنین خطاهایی هنگام اندازه گیری آهسته در حال تغییر یااصلا تغییر نمی کند.
- پویا. آنها هنگام اندازه گیری مقادیر فیزیکی که به سرعت در زمان تغییر می کنند ظاهر می شوند.
انحراف دینامیکی به دلیل اینرسی دستگاه است.
ویژگی های تخمین انحراف
رویکردهای مدرن برای تجزیه و تحلیل و طبقه بندی خطاها مبتنی بر اصولی است که انطباق با الزامات یکنواختی اندازه گیری ها را تضمین می کند.
برای دستیابی به اهداف ارزیابی و تحقیق، انحراف با استفاده از یک مدل (تصادفی، ابزاری، روش شناختی و غیره) توصیف می شود. ویژگی هایی را تعریف می کند که می توان از آنها برای تعیین کمیت ویژگی های خطا استفاده کرد. در جریان پردازش اطلاعات، لازم است برآوردهایی از این ویژگی‌ها پیدا شود.
مدل با در نظر گرفتن داده های منابع آن، از جمله آنهایی که در طول آزمایش به دست آمده، انتخاب می شود. مدل ها به غیر قطعی (تصادفی) و قطعی تقسیم می شوند. دومی به ترتیب برای انحرافات سیستماتیک مناسب است.
مدل کلی برای خطای تصادفی مقداری است که تابع توزیع احتمال را پیاده سازی می کند. ویژگی های انحراف در این مورد به فاصله و نقطه تقسیم می شوند. هنگام توصیف خطای نتایج اندازه گیری، معمولاً از پارامترهای بازه استفاده می شود. این بدان معنی است که حدودی که در آن انحراف می تواند قرار گیرد مطابق با یک احتمال خاص تعریف می شود. در چنین شرایطی به مرزها اطمینان و احتمال را به ترتیب اطمینان می گویند.
ویژگی های نقطه ای در مواردی استفاده می شود که نیاز یا امکان تخمین حدود اطمینان انحراف وجود ندارد.
اصول ارزشیابی
هنگام انتخاب تخمین انحراف، مفاد زیر استفاده می شود:
- پارامترها و خصوصیات فردی مدل انتخاب شده مشخص می شوند. این به دلیل این واقعیت است که مدل های انحراف ساختار پیچیده ای دارند. پارامترهای زیادی برای توصیف آنها استفاده می شود. تعیین آنها اغلب بسیار دشوار و در برخی شرایط حتی غیرممکن است. علاوه بر این، در بسیاری از موارد، توضیحات کامل مدل حاوی اطلاعات اضافی است، در حالی که دانش ویژگی های فردی برای اجرای وظایف و دستیابی به اهداف آزمایش کاملاً کافی خواهد بود.
- تخمین انحرافات تقریباً تعیین می شود. دقت مشخصه ها با هدف اندازه گیری ها مطابقت دارد. این به دلیل این واقعیت است که خطا فقط منطقه عدم قطعیت نتیجه را مشخص می کند و به دقت نهایی آن نیازی نیست.
- انحراف اغراق کردن بهتر از دست کم گرفتن است. در حالت اول، کیفیت اندازه‌گیری کاهش می‌یابد، در حالت دوم، استهلاک کامل نتایج به‌دست‌آمده محتمل است.
خطاها را قبل یا بعد از اندازه گیری تخمین بزنید. در مورد اول، آن را پیشینی، در مورد دوم - پسینی نامیده می شود.
