Klasifikace chyb měření

Chyby jsou odchylky výsledků měření od skutečné hodnoty hodnoty. Platný indikátor lze zjistit pouze provedením mnoha měření. Na praxe je

Pro analýzu odchylky je hodnota nejblíže skutečné hodnotě skutečná hodnota naměřené hodnoty. Získává se pomocí vysoce přesných měřících nástrojů a metod. Pro usnadnění měření, které zajišťují možnost eliminace odchylek, jsou různé klasifikace chyb. Zvažme hlavní skupiny.

Způsob vyjadřování

Pokud budeme provádět klasifikace chyb v měřicích přístrojích na tomto základě můžeme rozlišit:

• Absolutní odchylky. Vyjadřují se v jednotkách hodnoty, která se měří.
• Relativní odchylka. Vyjadřuje se poměrem absolutní chyby a výsledkem měření nebo skutečnou hodnotou měřeného množství.
• Uvedená odchylka. Jedná se o relativní chybu vyjádřenou poměrem absolutní odchylky měřicích prostředků a hodnotou přijatou jako konstantní ukazatel v celém rozsahu odpovídajícího měření. Jeho výběr je založen na GOST 8.009-84.

Pro mnoho měřicích přístrojů je stanovena třída přesnosti. Zaváděná chyba je zavedena, protože relativní hodnota charakterizuje odchylku pouze v určitém bodě stupnice a závisí na parametru měřené veličiny.

Podmínky a zdroje

Při klasifikaci chyb na základě těchto kritérií jsou zjištěna hlavní a dodatečná odchylka.

První jsou chyby měřicích prostředků za běžných podmínek použití. Hlavní odchylky jsou způsobeny nedokonalostí transformační funkce, nedokonalostí vlastností nástrojů. Odrážejí rozdíl mezi skutečnou konverzní funkcí zařízení za normálních podmínek a jmenovitým (stanoveným v regulačních dokumentech (technické podmínky, normy atd.)).

Další chyby se vyskytují, když se jakákoliv hodnota odchyluje od normy hodnoty nebo v souvislosti s přesahováním hranice normalizované oblasti.

Normální podmínky

Normativní dokumentace definuje následující normální parametry:

• Teplota vzduchu 20 ± 5 stupňů.
• Relativní vlhkost 65 ± 15%.
• Napětí v síti je 220 ± 4,4 V.
• Napájecí frekvence je 50 ± 1 Hz.
• Absence magnetických a elektrických polí.
• Horizontální poloha zařízení s odchylkou ± 2 stupně.

Třída přesnosti

Přípustné meze odchylek mohou být vyjádřeny v relativní, absolutní nebo snížené chybě. Pro výběr nejvhodnějších měřicích prostředků se porovnává podle jejich obecné charakteristiky, třídy přesnosti. Zpravidla je to limit přípustných základních a dodatečných odchylek.

Třída přesnosti umožňuje pochopit limity chyb stejných měřicích prostředků. Nicméně nelze jej považovat za přímý ukazatel přesnost měření, prováděné každým takovým zařízením. Faktem je, že klasifikace chyb měření je ovlivněna jinými faktory (podmínkami, metodou atd.). Tato okolnost musí být brána v úvahu při výběru měřicího přístroje v závislosti na přesnosti stanovené pro experiment.

Hodnota třídy přesnosti se odráží v technických podmínkách, normách nebo jiných normativních dokumentech. Požadovaný parametr je vybrán ze standardní řady. Například u elektromechanických zařízení jsou považovány za normativní následující hodnoty: 0,05, 0,1, 0,2 atd.

Znalost hodnoty třída přesnosti měřicích prostředků, můžete najít povolenou hodnotu absolutní odchylky pro všechny části měřicího rozsahu. Indikátor se obvykle používá přímo v měřítku přístroje.

Povaha změn

Tato funkce se používá, když klasifikace systematických chyb. Tyto odchylky zůstávají konstantní nebo se liší podle určitých pravidelností při měření. Izolujte v této klasifikaci a typy chyb, má systematický charakter. Zahrnují: instrumentální, subjektivní, metodologické a jiné odchylky.

Pokud se systematické chyby blíží k nule, tato situace se nazývá správnost.

V klasifikace chyb měření v metrologii také náhodné odchylky. Jejich výskyt nelze předpokládat. Náhodné chyby nelze vzít v úvahu - nemohou být vyloučeny z procesu měření. Náhodné chyby mají významný vliv na výsledky výzkumu. Snížení odchylky může být při několika měřeních a následné statistické zpracování výsledků. Jinými slovy průměrné skóre získané při více manipulacích bude bližší skutečnému parametru, než je dosaženo při jednom měření. Pokud je náhodná odchylka na nulu blízká nule, hovoříme o konvergenci ukazatelů měřicího zařízení.

Další skupina nepřesnosti v klasifikaci - Chybí. Jsou sdruženy zpravidla s chybami provedenými operátorem nebo nejsou zjištěny vnějšími faktory. Chyby jsou zpravidla vyloučeny z výsledků měření, při zpracování dat se nezohledňují.

Závislost na hodnotě

Odchylka nesmí záviset na naměřeném parametru nebo být úměrná. V souladu s tím v klasifikace chyb v metrologii přidělit aditivní a násobící odchylky.

Ta jsou také označována jako chyby citlivosti. Dodatečné odchylky se obvykle objevují v důsledku rušení, vibrací v podpěrách, třením a šumem. Násobící chyba je způsobena nedokonalostí nastavení jednotlivých částí měřicích prostředků. To může být způsobeno různými důvody, včetně fyzických a zastaralost vybavení.

Určování charakteristik

Provádí se v závislosti na tom, která odchylka je významná. Je-li chyba aditiva významná, je limit normalizován ve formě dané odchylky, pokud je multiplikativní - použije se vzorec relativní velikosti změny.

Jedná se o metodu normalizace, ve které jsou oba indikátory kompenzační, tj. Hranice přípustného hlavního rozdílu je vyjádřena ve dvouhodinovém vzorci. Proto se index třídy přesnosti také skládá ze dvou čísel c a d v procentech, oddělených šikmou čárou. Například 0,2 / 0,01. První číslo odráží relativní chybu za normálních podmínek. Druhý ukazatel charakterizuje jeho nárůst s nárůstem hodnoty X, tj. Odráží vliv chyby aditiv.

Dynamika změn měřeného indikátoru

V praxi, klasifikace chyb, odráží povahu změn měřeného množství. Zahrnuje oddělení odchylek:

• Staticky. Takové chyby vznikají při měření pomalu se měnícího nebo zcela neměnného množství.
• Dynamický. Objevují se při měření fyzikálních veličin, které se v čase mění velmi rychle.

Dynamická odchylka je způsobena setrvačností zařízení.

Vlastnosti odhadu odchylek

Moderní přístupy k analýze a klasifikace chyb založené na zásadách, které zajišťují shodu s požadavky jednotnosti měření.

Pro realizaci cílů hodnocení a výzkumu je odchylka popsána pomocí modelu (náhodný, instrumentální, metodický atd.). Definuje vlastnosti, které lze použít k vyčíslení chybových vlastností. Během zpracování informací je nutné zjistit odhady těchto charakteristik.

Model je vybrán s přihlédnutím k údajům o jeho zdrojích, včetně údajů získaných během experimentu. Modely jsou rozděleny na nedeterministické (náhodné) a deterministické. Ty jsou vhodné pro systematické odchylky.

Jako obecný model pro náhodnou chybu je veličina, která realizuje funkci distribuce pravděpodobnosti. Charakteristické odchylky v tomto případě jsou rozděleny na intervalové a bodové odchylky. Při popisu chyby výsledků měření se obvykle používají intervalové parametry. To znamená, že hranice, ve kterých může být odchylka umístěna, jsou definovány jako splňující určitou pravděpodobnost. V takové situaci se hranice nazývají důvěrnými a pravděpodobnost je důvěrná.

Bodové charakteristiky se používají v případech, kdy neexistuje potřeba nebo schopnost odhadnout hranice spolehlivosti odchylky.

Zásady hodnocení

Při výběru odhadů odchylek se používají tato ustanovení:

• Jednotlivé parametry a vlastnosti vybraného modelu jsou charakterizovány. To je způsobeno skutečností, že modely odchylek mají složitou strukturu. K popisu je používáno mnoho parametrů. Jejich definice je často velmi obtížná a v některých situacích je zcela nemožná. Navíc v mnoha případech v úplném popisu modelu existují nadbytečné informace, zatímco znalost jednotlivých charakteristik bude dostatečná pro realizaci úkolů a dosažení cílů experimentu.
• Odhady odchylek se určují přibližně. Přesnost vlastností je v souladu s účelem měření. To je způsobeno skutečností, že chyba charakterizuje pouze oblast nejistoty výsledku a její konečná přesnost není nutná.
• Odchylka je spíše účelná, než přehánění. V prvním případě se kvalita měření sníží, ve druhém případě je pravděpodobné úplné odpisování získaných výsledků.

Chyby lze odhadnout před nebo po měření. V prvním případě se nazývá a priori, v druhém - a posteriori.