Systémová chyba je ... Typy systematických chyb

Jakýkoli postup měření, bez ohledu na podmínky, ve kterých je prováděn, je plný chyb. Jedná se o odchylky, které narušují představu o skutečné hodnotě množství.

Zdroje chyb

Odchylky se vyskytují z různých důvodů. Hlavním tématem jsou:

• Nedostatek návrhu měřicích přístrojů nebo nepřesnost jejich výroby.
• Nedodržení pravidel během postupu.
• Lidský faktor.
• Nedostatek metod, atd.

Klasifikace odchylek

Během měření, systematické a náhodné chyby.

Systémové odchylky jsou klasifikovány z různých důvodů. Zejména podle povahy projevu jsou rozděleny na periodické, trvalé a progresivní chyby.

Také mohou být hrubé chyby nebo chyby. Vznikají kvůli:

• Chyby odborníka.
• Náhlá změna podmínek měření.
• Porucha hardwaru atd.

Systémové chyby

Tyto odchylky lze zpravidla studovat před zahájením měření. Tyto ukazatele zůstávají konstantní nebo se pravidelně mění s opakovanými měřeními jedné hodnoty. Výsledek studie může být opraven korekcí, pokud je známa numerická hodnota odchylky, nebo pomocí takových měřicích prostředků, které umožňují vyloučit vliv těchto chyb bez určení jejich významu.

Opakovaná měření podléhají určitým zákonům, podle nichž se mění hodnoty systematických chyb. Tyto odchylky mohou být někdy experimentálně stanoveny. V důsledku toho lze výsledek vyjasnit opravou.

Povaha projevu

Jak je uvedeno výše, tato skupina se vyznačuje třemi skupinami systematických chyb. Jedná se o:

• Konstantní odchylky. Ty zahrnují takové chyby, které zůstávají v průběhu měření během celého procesu měření. Pokud například odborník použije měřítko nástroje k určení indikátoru, jehož kalibrace má chybu, je jeho hodnota přenesena na všechny výsledky experimentu.
• Progresivní odchylky. Tyto chyby se během měření snižují nebo zvyšují. Ty zahrnují například odchylky vyplývající z opotřebení kontaktních prvků měřicích prostředků, postupné snižování napětí zdroje proudu, z něhož je měřicí obvod napájen, atd.
• Periodické chyby. Jejich hodnoty jsou určeny periodickou funkcí času nebo funkcí pohybu ukazatele na nástroji použitém pro měření. Zobrazují se na indikátorech s kolečkem a šipkami.

Ukazatele odchylek se mohou lišit v důsledku současného vlivu několika systematických chyb. Toto se projevuje například při měření teploty.

Jiné typy

Systematické odchylky zahrnují:

• Teoretické chyby. Jsou také nazývány chyby v metodě měření.
• Instrumentální chyby.
• Odchylky způsobené nesprávným umístěním měřicího přístroje.
• Osobní chyby.
• Odchylky způsobené vlivem vnějších faktorů.

Instrumentální chyby

Patří sem odchylky způsobené vlastnostmi použitých měřicích prostředků. Například rovnováha rovnováhy v ideálním případě nemůže být rovnocenná.

Odchylky také vznikají v důsledku tření spojů pohyblivých prvků měřicích přístrojů. Mohou vzniknout v důsledku opotřebení zařízení. Rychlost opotřebení bude záviset na intenzitě provozu zařízení.

Chyba ve výsledku

Správnost údajů některých měřicích pomůcek závisí na poloze pohyblivých prvků ve vztahu k stacionárním. Zejména se jedná o zařízení, jako je rovnostranná rovnováha váhy, jehož součástí je konstrukce kyvadla nebo jiných pohyblivých zavěšených částí. Když se zařízení odchyluje od správné polohy, posune se benchmark a došlo k chybě ve výsledku. Aby se zabránilo výskytu při instalaci zařízení, používají se speciální zařízení: úrovně, olovnice, atd.

Vliv vnějších faktorů

Teplota, vlhkost, tlak vzduchu jsou vnější podmínky, které způsobují chyby, když se jejich hodnoty mění. Pokud indikátory určitých faktorů přesahují stanovené limity, mohou nastat další odchylky.

Přesnost metody měření

Mohou se vyskytnout, pokud neexistuje teoreticky prokázaná závislost mezi naměřenou vlastností nebo jevem a provozním principem měřicího zařízení.

Chyba metody je způsobeno předpoklady nebo zjednodušeními při uplatňování empirických vztahů a vzorců. Tato situace nastává například při měření tvrdosti kovů různými způsoby: Brinellovy metody, Rockwell, Vickers atd. Každá z nich má své vlastní konvenční jednotky. Překlad výsledků se provádí přibližně.

Subjektivní abnormality

Osobní chyby jsou určeny jednotlivými vlastnostmi osoby. Na druhou stranu jsou spojeny s charakteristikami organismu, zakořeněnými dovednostmi (často nesprávnými). Například všichni lidé mají různé signály o rychlosti: zvuk se mění v rozmezí 0,082-0,195 s. A světlo - 0,15-0,225 s.

Odstranění chyb

Systémové odchylky zahrnují posun výsledků měření. Největší nebezpečí v těchto situacích jsou odchylky, které zůstávají nezjištěné a odborníci ani nevěří. Takové chyby vedly k nesprávným vědeckým závěrům, k zavedení falešných fyzikálních zákonů, k nedokonalému návrhu pomůcek pro měření, k manželství ve výrobě.

Systémové chyby musí být identifikovány a vyloučeny nebo vzaty v úvahu při měření. Metody vyloučení a účtování odchylek jsou rozděleny do několika skupin:

• Odstranění zdrojů odchylek před zahájením postupu měření (prevence).
• Odstranění chyb během procesu (experimentální metody).
• Změna výsledků měření. V tomto případě jsou chyby vyloučeny výpočtem.
• Odhady mezí systematických chyb, pokud jejich vyloučení není možné.

Odstranění zdrojů

Preventivní opatření před zahájením měření jsou považována za nejracionálnější způsob, jak odstranit chyby. V tomto případě je odborník částečně nebo úplně zbaven potřeby identifikovat a opravit odchylky během měření.

Nejúčinnějšími preventivními opatřeními jsou:

• Regulace nebo opravy měřících zařízení. Potřeba provádět tyto činnosti je stanovena během ověřování.
• Nastavení nastavení přístroje. Zabránit zkreslení referenční body, skluzu a dalších negativních jevů pomocí olovnatých luků a dalších zařízení.

Chcete-li odstranit chyby způsobené vlivem vnějších faktorů, můžete přímo odstranit zdroj nebo chránit měřič před nárazem.

Odstranění chyb v průběhu experimentů obvykle zahrnuje provedení druhého měření. V této souvislosti jsou metody popsané výše účelnější při práci se stabilními jevy, indikátory apod.

Změna výsledků

Tato metoda eliminace systematických chyb zahrnuje opravu výsledku měření výpočtem.

Nejběžnější variantou zavedení oprav je algebraická souhrnnost výsledku a samotná oprava (s přihlédnutím k označení). Jeho číselná hodnota se rovná systematické odchylce a znaménko je opak. Tímto způsobem se eliminuje aditivní odchylka.

V některých případech může být systémová chyba vyloučena vynásobením indikátoru získaného v důsledku měření korekčním faktorem. Jeho hodnota se blíží jednotě (více či méně než to). Doporučuje se použít korekční faktor pro případné použití násobící chyby.

Odhad omezení odchylek

To se děje, když v praxi nelze vyloučit systematické chyby. Takový jev nastane, pokud se odchylky nedostatečně neštudují nebo nejsou studovány, ale nemohou být použity k nápravě výsledku. Ten je charakteristický pro integraci měřicích přístrojů (čítačů).

Náhodné chyby

Když opakovaně měříte konstantní fyzický indikátor za stejných podmínek, výsledky jsou často mírně odlišné. V tomto případě odchylky mezi množstvím nejsou systematické, neuposlňují žádné pravidelnosti. Takové chyby se nazývají náhodné.

Odchylky se vyskytují tehdy, když ovlivňuje proces (objekt, měřicí přístroj, odborník atd.) Současně. Každý zdroj může mít malý vliv na výsledek, ale jejich kombinovaný účinek povede k významné odchylce od skutečné hodnoty naměřeného objektu.

V rámci teorie pravděpodobnosti se používají matematické metody, které umožňují studovat vlastnosti náhodných jevů ve svých velkých sbírkách. Během vývoje měřicí techniky a metrologie bylo zjištěno, že plně odpovídají problému vyšetřování náhodných odchylek. V mnoha případech jsou výsledky získané s jejich pomocí konzistentní s daty získanými empiricky.

V teorii pravděpodobnosti je událost považována za náhodnou, kterou nelze jednoznačně předvídat. Jinými slovy, v určitém souboru podmínek se tato událost může nebo nemusí objevit. Při uplatňování této definice na terénních měření lze říci, že při opakované pokusy s určitým fyzikálního parametru za stejných podmínek, každý z možných zdrojů náhodných menšími změnami ve výsledcích buď objeví, nebo ne objevit. Následkem toho jsou odchylky nepředvídatelné jak v rozsahu, tak v znamení.

Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem můžeme poskytnout následující definici náhodné chyby: toto takové odchylky, které se liší od jednoho rozměru k druhému, nemohou být přímo spojeny s chaotickou změnou, jsou způsobeny současným účinkem několika vzájemně izolovaných faktorů na výsledek.

Přítomnost náhodných chyb, na rozdíl od systematických chyb, je při opakovaném měření poměrně snadná.