Greške su odstupanja rezultata mjerenja od stvarne vrijednosti veličine. Stvarna vrijednost se može utvrditi samo izvođenjem brojnih mjerenja. U praksi je to nemoguće implementirati.
Za analizu odstupanja, vrijednost koja je najbliža pravoj vrijednosti smatra se stvarnom vrijednošću izmjerene vrijednosti. Dobiva se pomoću visoko preciznih mjernih instrumenata i metoda. Za praktičnost mjerenja, kako bi se osigurala mogućnost eliminacije odstupanja, koriste se različite klasifikacije grešaka. Razmotrite glavne grupe.
Metoda izražavanja
Ako po ovom osnovu klasifikujemo greške mjernih instrumenata, možemo razlikovati:
- Apsolutna odstupanja. Izražavaju se u jedinicama količine koja se mjeri.
- Relativno odstupanje. Izražava se omjerom apsolutne greške i rezultata mjerenja ili stvarne vrijednosti veličine koja se mjeri.
- Smanjeno odstupanje. To je izražena relativna greškaodnos apsolutnog odstupanja mjernog instrumenta i vrijednosti uzete kao konstantan pokazatelj u cijelom opsegu odgovarajućeg mjerenja. Njegov izbor je zasnovan na GOST 8.009-84.
Za mnoge mjerne instrumente uspostavljena je klasa tačnosti. Zadata greška se uvodi jer relativna vrijednost karakteriše odstupanje samo na određenoj tački na skali i zavisi od parametra izmjerene vrijednosti.
Uslovi i izvori
U klasifikaciji grešaka prema ovim kriterijumima razlikuju se glavna i dodatna odstupanja.
Prve su greške mjernih instrumenata u normalnim uvjetima korištenja. Glavna odstupanja su zbog nesavršenosti funkcije konverzije, nesavršenosti svojstava uređaja. Oni odražavaju razliku između stvarne funkcije konverzije uređaja u normalnim uslovima i nominalne (utvrđene u regulatornim dokumentima (tehnički uslovi, standardi, itd.)).
Dodatne greške se javljaju kada vrijednost odstupa od normirane vrijednosti ili zbog prelaska granica normaliziranog područja.
Normalni uslovi
Sljedeći normalni parametri definirani su u normativnoj dokumentaciji:
- Temperatura vazduha 20±5 stepeni.
- Relativna vlažnost 65±15%.
- Napon mreže 220±4, 4 V.
- Frekvencija snage 50±1Hz.
- Bez magnetnih ili električnih polja.
- Horizontalni položaj uređaja sa odstupanjem od ±2 stepena.
Klasa tačnosti
Granice tolerancije odstupanja mogu se izraziti u relativnoj, apsolutnoj ili smanjenoj grešci. Da bi se mogao izabrati najprikladniji mjerni alat, vrši se poređenje prema njihovoj generaliziranoj karakteristici - klasi tačnosti. Po pravilu, to je granica dozvoljenih osnovnih i dodatnih odstupanja.
Klasa tačnosti vam omogućava da razumete granice grešaka iste vrste mernih instrumenata. Međutim, to se ne može smatrati direktnim pokazateljem tačnosti mjerenja koje obavlja svaki takav instrument. Činjenica je da i drugi faktori (uslovi, metoda i sl.) utiču na klasifikaciju grešaka merenja. Ovu okolnost se mora uzeti u obzir pri odabiru mjernog instrumenta u zavisnosti od preciznosti određene za eksperiment.
Vrijednost klase tačnosti se ogleda u tehničkim uslovima, standardima ili drugim regulatornim dokumentima. Traženi parametar se bira iz standardnog raspona. Na primjer, za elektromehaničke uređaje, sljedeće vrijednosti se smatraju normativnim: 0, 05, 0, 1, 0, 2, itd.
Poznavajući vrijednost klase tačnosti mjernog alata, možete pronaći dozvoljenu vrijednost apsolutnog odstupanja za sve dijelove mjernog opsega. Indikator se obično primjenjuje direktno na skalu uređaja.
Priroda promjene
Ova karakteristika se koristi u klasifikaciji sistematskih grešaka. Ova odstupanja ostajukonstantan ili se mijenja prema određenim obrascima prilikom izvođenja mjerenja. U ovoj klasifikaciji izdvojiti i vrste grešaka koje imaju sistematski karakter. To uključuje: instrumentalna, subjektivna, metodološka i druga odstupanja.
Ako se sistematska greška približi nuli, ova situacija se naziva ispravnost.
U klasifikaciji mjernih grešaka u mjeriteljstvu razlikuju se i slučajna odstupanja. Njihova pojava se ne može predvidjeti. Slučajne greške nisu odgovorne; ne mogu se isključiti iz procesa mjerenja. Slučajne greške imaju značajan uticaj na rezultate istraživanja. Odstupanja se mogu smanjiti ponovljenim mjerenjima uz naknadnu statističku obradu rezultata. Drugim riječima, prosječna vrijednost dobijena ponovljenim manipulacijama bit će bliža stvarnom parametru od one dobivene iz jednog mjerenja. Kada je slučajno odstupanje blizu nule, govore o konvergenciji indikatora mjernog uređaja.
Još jedna grupa grešaka u klasifikaciji - promašaji. One su po pravilu povezane sa greškama koje je napravio operater ili se ne uzimaju u obzir uticaji spoljnih faktora. Promašaji se obično isključuju iz rezultata mjerenja, ne uzimaju se u obzir prilikom obrade primljenih podataka.
Zavisnost od magnitude
Odstupanje možda neće zavisiti od merenog parametra ili biti proporcionalno njemu. Shodno tome, u klasifikaciji grešaka u mjeriteljstvu, aditiva imultiplikativne devijacije.
Ove poslednje se takođe nazivaju greškama osetljivosti. Odstupanja od aditiva obično se javljaju zbog podizanja, vibracija u nosačima, trenja i buke. Multiplikativna greška je povezana sa nesavršenošću podešavanja pojedinih delova mernih instrumenata. To, pak, može biti uzrokovano raznim razlozima, uključujući fizičku i zastarjelost opreme.
Normalizacija karakteristika
Provodi se u zavisnosti od toga koje je odstupanje značajno. Ako je aditivna greška značajna, granica se normalizira u obliku smanjene devijacije, ako je multiplikativna, koristi se formula za relativnu veličinu promjene.
Ovo je metoda normalizacije u kojoj su oba indikatora mjerljiva, odnosno granica dozvoljene glavne razlike izražena je dvočlanom formulom. Stoga se indikator klase tačnosti sastoji od 2 broja c i d u procentima, odvojenih kosom crtom. Na primjer, 0,2/0,01 Prvi broj odražava relativnu grešku u normalnim uvjetima. Drugi indikator karakteriše njegovo povećanje sa povećanjem vrednosti X, tj. odražava uticaj aditivne greške.
Dinamika promjena mjerenog indikatora
U praksi se koristi klasifikacija grešaka, koja odražava prirodu promjena u količini koja se mjeri. Uključuje razdvajanje odstupanja:
- U statički. Takve greške nastaju kada se mjerenje sporo mijenja iline mijenja se uopće.
- Dynamic. Pojavljuju se pri mjerenju fizičkih veličina koje se brzo mijenjaju u vremenu.
Dinamičko odstupanje je zbog inercije uređaja.
Karakteristike procjene odstupanja
Savremeni pristupi analizi i klasifikaciji grešaka zasnovani su na principima koji obezbeđuju usklađenost sa zahtevima za uniformnost merenja.
Da bi se postigli ciljevi procjene i istraživanja, odstupanje se opisuje pomoću modela (slučajnog, instrumentalnog, metodološkog, itd.). Definira karakteristike koje se mogu koristiti za kvantifikaciju svojstava greške. U toku obrade informacija potrebno je pronaći procjene takvih karakteristika.
Model se bira uzimajući u obzir podatke o njegovim izvorima, uključujući i one dobijene tokom eksperimenta. Modeli se dijele na nedeterminističke (slučajne) i determinističke. Potonji su, odnosno, pogodni za sistematska odstupanja.
Opšti model za slučajnu grešku je vrijednost koja implementira funkciju raspodjele vjerovatnoće. Karakteristike odstupanja u ovom slučaju se dijele na intervalne i tačkaste. Prilikom opisivanja greške rezultata mjerenja obično se koriste parametri intervala. To znači da su granice unutar kojih se odstupanje može locirati definisane kao odgovarajuće određenoj vjerovatnoći. U takvoj situaciji, granice se nazivaju poverenje, a verovatnoća, respektivno, poverenje.
Karakteristike tačke se koriste u slučajevima kada nema potrebe ili mogućnosti da se procijene granice pouzdanosti odstupanja.
Principi evaluacije
Prilikom odabira procjena odstupanja koriste se sljedeće odredbe:
- Karakterizirani su pojedinačni parametri i svojstva odabranog modela. To je zbog činjenice da modeli odstupanja imaju složenu strukturu. Mnogi parametri se koriste za njihovo opisivanje. Njihovo određivanje je često vrlo teško, au nekim situacijama čak i nemoguće. Osim toga, u mnogim slučajevima, pun opis modela sadrži suvišne informacije, dok će poznavanje individualnih karakteristika biti sasvim dovoljno za implementaciju zadataka i postizanje ciljeva eksperimenta.
- Procjene odstupanja su određene približno. Tačnost karakteristika je u skladu sa svrhom mjerenja. To je zbog činjenice da greška karakterizira samo zonu neizvjesnosti rezultata i nije potrebna njena krajnja tačnost.
- Odstupanje je bolje preuveličati nego potcijeniti. U prvom slučaju, kvalitet mjerenja će se smanjiti, u drugom slučaju je vjerovatno potpuna deprecijacija dobijenih rezultata.
Procijenite greške prije ili poslije mjerenja. U prvom slučaju to se naziva a priori, u drugom - a posteriori.
