Erorile sunt abateri ale rezultatelor măsurătorilor de la valoarea reală a unei cantități. Valoarea reală poate fi stabilită doar prin efectuarea a numeroase măsurători. În practică, acest lucru este imposibil de implementat.
Pentru analiza abaterilor, valoarea cea mai apropiată de valoarea adevărată este considerată a fi valoarea reală a valorii măsurate. Se obține folosind instrumente și metode de măsurare de în altă precizie. Pentru comoditatea măsurătorilor, pentru a asigura posibilitatea eliminării abaterilor, se folosesc diferite clasificări ale erorilor. Luați în considerare grupurile principale.
Metoda de exprimare
Dacă clasificăm erorile instrumentelor de măsură pe această bază, putem distinge:
- Abateri absolute. Ele sunt exprimate în unități ale mărimii care se măsoară.
- Abatere relativă. Este exprimat prin raportul dintre eroarea absolută și rezultatul măsurării sau valoarea reală a cantității măsurate.
- Abatere redusă. Este eroarea relativă exprimatăraportul dintre abaterea absolută a instrumentului de măsurare și valoarea luată ca indicator constant pe întregul interval al măsurării corespunzătoare. Alegerea sa se bazează pe GOST 8.009-84.
Pentru multe instrumente de măsurare, se stabilește o clasă de precizie. Eroarea dată este introdusă deoarece valoarea relativă caracterizează abaterea doar într-un anumit punct de pe scară și depinde de parametrul valorii măsurate.
Condiții și surse
Abaterile principale și suplimentare se disting în clasificarea erorilor în funcție de aceste criterii.
Primele sunt erorile instrumentelor de măsurare în condiții normale de utilizare. Principalele abateri se datorează imperfecțiunii funcției de conversie, imperfecțiunii proprietăților dispozitivelor. Acestea reflectă diferența dintre funcția de conversie reală a dispozitivului în condiții normale și cea nominală (stabilită în documentele de reglementare (condiții tehnice, standarde etc.)).
Erorile suplimentare apar atunci când o valoare se abate de la valoarea normală sau datorită depășirii limitelor zonei normalizate.
Condiții normale
Următorii parametri normali sunt definiți în documentația normativă:
- Temperatura aerului 20±5 grade
- Umiditate relativă 65±15%.
- Tensiune de rețea 220±4, 4 V.
- Frecvența puterii 50±1Hz.
- Fără câmpuri magnetice sau electrice.
- Poziția orizontală a dispozitivului cu o abatere de ±2 grade.
Clasa de precizie
Limitele de toleranță ale abaterilor pot fi exprimate în eroare relativă, absolută sau redusă. Pentru a putea alege cel mai potrivit instrument de măsurare, se face o comparație în funcție de caracteristica generalizată a acestora - clasa de precizie. De regulă, este limita permisă a abaterilor de bază și suplimentare.
Clasa de precizie vă permite să înțelegeți limitele erorilor aceluiași tip de instrumente de măsură. Cu toate acestea, nu poate fi considerat ca un indicator direct al acurateței măsurătorilor efectuate de fiecare astfel de instrument. Cert este că alți factori (condiții, metodă etc.) influențează și clasificarea erorilor de măsurare. Această circumstanță trebuie luată în considerare la alegerea unui instrument de măsurare în funcție de precizia specificată pentru experiment.
Valoarea clasei de precizie este reflectată în condițiile tehnice, standarde sau alte documente de reglementare. Parametrul necesar este selectat din gama standard. De exemplu, pentru dispozitivele electromecanice, următoarele valori sunt considerate normative: 0, 05, 0, 1, 0, 2 etc.
Cunoscând valoarea clasei de precizie a instrumentului de măsurare, puteți găsi valoarea admisibilă a abaterii absolute pentru toate părțile domeniului de măsurare. Indicatorul este de obicei aplicat direct pe scara dispozitivului.
Natura schimbării
Această caracteristică este utilizată în clasificarea erorilor sistematice. Aceste abateri rămânconstantă sau se modifică în funcție de anumite modele la efectuarea măsurătorilor. Alocați în această clasificare și tipuri de erori care au un caracter sistematic. Acestea includ: abateri instrumentale, subiective, metodologice și de altă natură.
Dacă eroarea sistematică se apropie de zero, această situație se numește corectitudine.
În clasificarea erorilor de măsurare în metrologie se disting și abaterile aleatorii. Apariția lor nu poate fi prevăzută. Erorile aleatorii nu sunt responsabile; nu pot fi excluse din procesul de măsurare. Erorile aleatorii au un impact semnificativ asupra rezultatelor cercetării. Abaterile pot fi reduse prin măsurători repetate cu prelucrarea statistică ulterioară a rezultatelor. Cu alte cuvinte, valoarea medie obținută din manipulări repetate va fi mai aproape de parametrul real decât cea obținută dintr-o singură măsurare. Când abaterea aleatorie este aproape de zero, se vorbește despre convergența indicatorilor dispozitivului de măsurare.
Un alt grup de erori în clasificare - rateuri. Ele sunt asociate, de regulă, cu erori făcute de operator, sau nesocotite pentru influența factorilor externi. Erorile sunt de obicei excluse din rezultatele măsurătorilor, nefiind luate în considerare la procesarea datelor primite.
Dependență de magnitudine
Abaterea poate să nu depindă de parametrul măsurat sau să fie proporțională cu acesta. În consecință, în clasificarea erorilor în metrologie, aditiv șiabateri multiplicative.
Acestea din urmă sunt denumite și erori de sensibilitate. Abaterile aditive apar de obicei din cauza pickup-urilor, vibrațiilor în suporturi, frecării și zgomotului. Eroarea multiplicativă este asociată cu imperfecțiunea ajustării părților individuale ale instrumentelor de măsură. La rândul său, aceasta poate fi cauzată de diverse motive, inclusiv fizice și învechirea echipamentelor.
Normalizarea caracteristicilor
Se efectuează în funcție de care abatere este semnificativă. Dacă eroarea aditivă este semnificativă, limita se normalizează sub forma unei abateri reduse, dacă este multiplicativă, se utilizează formula pentru mărimea relativă a modificării.
Aceasta este o metodă de normalizare în care ambii indicatori sunt măsurabili, adică limita diferenței principale admisibile este exprimată într-o formulă cu doi termeni. Prin urmare, indicatorul clasei de precizie constă și din 2 numere c și d în procente, separate printr-o bară oblică. De exemplu, 0,2/0,01. Primul număr reflectă eroarea relativă în condiții normale. Al doilea indicator caracterizează creșterea acestuia cu o creștere a valorii lui X, adică reflectă influența erorii aditive.
Dinamica modificărilor indicatorului măsurat
În practică, se utilizează clasificarea erorilor, reflectând natura modificărilor cantității măsurate. Implica separarea abaterilor:
- La static. Astfel de erori apar atunci când se măsoară schimbarea lent saunu se schimbă deloc.
- Dinamic. Acestea apar atunci când se măsoară cantități fizice care se modifică rapid în timp.
Abaterea dinamică se datorează inerției dispozitivului.
Caracteristici de estimare a abaterilor
Abordările moderne ale analizei și clasificării erorilor se bazează pe principii care asigură respectarea cerințelor de uniformitate a măsurătorilor.
Pentru a atinge obiectivele evaluării și cercetării, abaterea este descrisă folosind un model (aleatoriu, instrumental, metodologic etc.). Acesta definește caracteristicile care pot fi utilizate pentru a cuantifica proprietățile erorii. În cursul procesării informațiilor, este necesar să se găsească estimări ale unor astfel de caracteristici.
Modelul este ales luând în considerare datele despre sursele sale, inclusiv cele obținute în timpul experimentului. Modelele sunt împărțite în nedeterministe (aleatoare) și deterministe. Acestea din urmă, respectiv, sunt potrivite pentru abaterile sistematice.
Modelul general pentru eroarea aleatorie este valoarea care implementează funcția de distribuție a probabilității. Caracteristicile de abatere în acest caz sunt împărțite în interval și punct. Când se descrie eroarea rezultatelor măsurătorilor, se folosesc de obicei parametrii de interval. Aceasta înseamnă că limitele în care poate fi localizată abaterea sunt definite ca fiind corespunzătoare unei anumite probabilități. Într-o astfel de situație, limitele se numesc încredere, iar probabilitatea, respectiv, încredere.
Caracteristicile punctului sunt folosite în cazurile în care nu este nevoie sau posibilitatea de a estima limitele de încredere ale abaterii.
Principii de evaluare
La alegerea estimărilor de abatere, se folosesc următoarele prevederi:
- Parametrii și proprietățile individuale ale modelului selectat sunt caracterizate. Acest lucru se datorează faptului că modelele de abatere au o structură complexă. Mulți parametri sunt utilizați pentru a le descrie. Determinarea lor este adesea foarte dificilă, iar în unele situații chiar imposibilă. În plus, în multe cazuri, descrierea completă a modelului conține informații redundante, în timp ce cunoașterea caracteristicilor individuale va fi suficientă pentru a implementa sarcinile și a atinge obiectivele experimentului.
- Estimările abaterilor sunt determinate aproximativ. Precizia caracteristicilor este în concordanță cu scopul măsurătorilor. Acest lucru se datorează faptului că eroarea caracterizează doar zona de incertitudine a rezultatului și nu este necesară acuratețea sa finală.
- Abaterea este mai bine să exagerați decât să subestimați. În primul caz, calitatea măsurătorii va scădea, în al doilea caz, este probabilă deprecierea completă a rezultatelor obținute.
Estimați erorile înainte sau după măsurare. În primul caz, se numește a priori, în al doilea - a posteriori.
