Napake so odstopanja rezultatov meritev od realne vrednosti količine. Dejansko vrednost je mogoče ugotoviti le s številnimi meritvami. V praksi je to nemogoče izvesti.
Za analizo odstopanj se kot dejanska vrednost izmerjene vrednosti šteje vrednost, ki je najbližja pravi vrednosti. Pridobiva se z uporabo visoko natančnih merilnih instrumentov in metod. Za udobje meritev, da se zagotovi možnost odprave odstopanj, se uporabljajo različne klasifikacije napak. Razmislite o glavnih skupinah.
Metoda izražanja
Če po tej podlagi razvrstimo napake merilnih instrumentov, lahko ločimo:
- Absolutna odstopanja. Izražene so v enotah merjene količine.
- Relativno odstopanje. Izraža se z razmerjem med absolutno napako in rezultatom meritve ali dejansko vrednostjo merjene količine.
- Zmanjšano odstopanje. To je izražena relativna napakarazmerje absolutnega odstopanja merilnega instrumenta in vrednosti, vzete kot konstantni indikator v celotnem območju ustrezne meritve. Njegova izbira temelji na GOST 8.009-84.
Za številne merilne instrumente je določen razred točnosti. Navedena napaka je uvedena, ker relativna vrednost označuje odstopanje samo na določeni točki na lestvici in je odvisna od parametra izmerjene vrednosti.
Pogoji in viri
Pri klasifikaciji napak po teh kriterijih ločimo glavna in dodatna odstopanja.
Prve so napake merilnih instrumentov v normalnih pogojih uporabe. Glavna odstopanja so posledica nepopolnosti funkcije pretvorbe, nepopolnosti lastnosti naprav. Odražajo razliko med dejansko funkcijo pretvorbe naprave v normalnih pogojih in nominalno (določeno v regulativnih dokumentih (tehnični pogoji, standardi itd.)).
Dodatne napake se pojavijo, ko vrednost odstopa od normirane vrednosti ali zaradi preseganja meja normaliziranega območja.
Normalni pogoji
Naslednji normalni parametri so opredeljeni v normativni dokumentaciji:
- Temperatura zraka 20±5 stopinj
- Relativna vlažnost 65±15%.
- Napetost omrežja 220±4, 4 V.
- Frekvenca moči 50±1Hz.
- Brez magnetnih ali električnih polj.
- Vooravni položaj naprave z odstopanjem ±2 stopinji.
Razred natančnosti
Meje tolerance odstopanj je mogoče izraziti v relativni, absolutni ali zmanjšani napaki. Da bi lahko izbrali najprimernejše merilno orodje, se opravi primerjava glede na njihovo posplošeno značilnost – razred točnosti. Praviloma gre za mejo dopustnih osnovnih in dodatnih odstopanj.
Razred točnosti vam omogoča razumevanje meja napak iste vrste merilnih instrumentov. Vendar ga ni mogoče šteti za neposredni pokazatelj točnosti meritev, ki jih izvede vsak tak instrument. Dejstvo je, da na razvrstitev merilnih napak vplivajo tudi drugi dejavniki (pogoji, metoda ipd.). To okoliščino je treba upoštevati pri izbiri merilnega instrumenta glede na natančnost, določeno za poskus.
Vrednost razreda točnosti se odraža v tehničnih pogojih, standardih ali drugih regulativnih dokumentih. Zahtevani parameter je izbran iz standardnega obsega. Na primer, za elektromehanske naprave se naslednje vrednosti štejejo za normativne: 0, 05, 0, 1, 0, 2 itd.
Poznavanje vrednosti razreda točnosti merilnega orodja lahko poiščete dovoljeno vrednost absolutnega odstopanja za vse dele merilnega območja. Indikator se običajno nanaša neposredno na lestvico naprave.
Narava spremembe
Ta lastnost se uporablja pri klasifikaciji sistematičnih napak. Ta odstopanja ostajajokonstantna ali se spreminja glede na določene vzorce pri izvajanju meritev. V tej klasifikaciji določite vrste napak, ki imajo sistematičen značaj. Sem spadajo: instrumentalna, subjektivna, metodološka in druga odstopanja.
Če se sistematična napaka približa nič, se ta situacija imenuje pravilnost.
V klasifikaciji merilnih napak v meroslovju ločimo tudi naključna odstopanja. Njihovega pojava ni mogoče predvideti. Naključne napake niso odgovorne; jih ni mogoče izključiti iz postopka merjenja. Naključne napake pomembno vplivajo na rezultate raziskav. Odstopanja je mogoče zmanjšati z večkratnimi meritvami z naknadno statistično obdelavo rezultatov. Z drugimi besedami, povprečna vrednost, dobljena s ponavljajočimi se manipulacijami, bo bližje dejanskemu parametru kot vrednost, pridobljena z eno samo meritvijo. Ko je naključni odklon blizu nič, govorijo o konvergenci indikatorjev merilne naprave.
Še ena skupina napak v razvrstitvi - zgrešene. Praviloma so povezane z napakami, ki jih naredi operater, ali pa se ne upoštevajo vplivi zunanjih dejavnikov. Pogreške so običajno izključene iz rezultatov meritev in se ne upoštevajo pri obdelavi prejetih podatkov.
Odvisnost od magnitude
Odstopanje morda ni odvisno od izmerjenega parametra ali pa je sorazmerno z njim. V skladu s tem se pri klasifikaciji napak v meroslovju dodajajo inmultiplikacijska odstopanja.
Slednje se imenujejo tudi napake občutljivosti. Aditivna odstopanja se običajno pojavijo zaradi pobiranja, tresljajev v nosilcih, trenja in hrupa. Multiplikativna napaka je povezana z nepopolnostjo nastavitve posameznih delov merilnih instrumentov. To pa lahko povzročijo različni razlogi, vključno s fizično in zastarelostjo opreme.
Normalizacija značilnosti
Izvaja se glede na to, katero odstopanje je pomembno. Če je aditivna napaka pomembna, se meja normalizira v obliki zmanjšanega odstopanja, če je multiplikativna, se uporabi formula za relativno velikost spremembe.
To je metoda normalizacije, pri kateri sta oba kazalnika sorazmerna, to pomeni, da je meja dopustne glavne razlike izražena v formuli z dvema členoma. Zato je tudi indikator razreda točnosti sestavljen iz 2 številk c in d v odstotkih, ločenih s poševnico. Na primer 0,2/0,01 Prva številka odraža relativno napako v normalnih pogojih. Drugi kazalnik označuje njegovo povečanje s povečanjem vrednosti X, torej odraža vpliv aditivne napake.
Dinamika sprememb merjenega indikatorja
V praksi se uporablja klasifikacija napak, ki odraža naravo sprememb merjene količine. Vključuje ločevanje odstopanj:
- Na statično. Takšne napake nastanejo pri merjenju počasi spreminjajočih se ozse sploh ne spreminja.
- Dinamično. Pojavljajo se pri merjenju fizikalnih veličin, ki se hitro spreminjajo v času.
Dinamično odstopanje je posledica vztrajnosti naprave.
Značilnosti ocenjevanja odstopanj
Sodobni pristopi k analizi in klasifikaciji napak temeljijo na načelih, ki zagotavljajo skladnost z zahtevami za enotnost meritev.
Za doseganje ciljev ocenjevanja in raziskave se odstopanje opiše z modelom (naključnim, instrumentalnim, metodološkim itd.). Opredeljuje značilnosti, ki se lahko uporabijo za kvantificiranje lastnosti napake. Pri obdelavi informacij je treba poiskati ocene takšnih lastnosti.
Model je izbran ob upoštevanju podatkov o njegovih virih, vključno s tistimi, pridobljenimi med poskusom. Modele delimo na nedeterministične (naključne) in deterministične. Slednji so primerni za sistematična odstopanja.
Splošni model za naključno napako je vrednost, ki izvaja funkcijo porazdelitve verjetnosti. Značilnosti odstopanja so v tem primeru razdeljene na intervalne in točkovne. Pri opisu napake rezultatov meritev se običajno uporabljajo intervalni parametri. To pomeni, da so meje, znotraj katerih je mogoče locirati odstopanje, opredeljene kot ustrezajo določeni verjetnosti. V takšni situaciji se meje imenujejo zaupanje, verjetnost pa zaupanje.
Točkovne značilnosti se uporabljajo v primerih, ko ni potrebe ali možnosti oceniti meje zaupanja odstopanja.
Načela vrednotenja
Pri izbiri ocen odstopanj se uporabljajo naslednje določbe:
- Označeni so posamezni parametri in lastnosti izbranega modela. To je posledica dejstva, da imajo modeli odstopanj zapleteno strukturo. Za njihov opis se uporablja veliko parametrov. Njihova določitev je pogosto zelo težka, v nekaterih situacijah pa celo nemogoča. Poleg tega v mnogih primerih celoten opis modela vsebuje odvečne informacije, medtem ko bo poznavanje posameznih značilnosti povsem dovolj za izvedbo nalog in doseganje ciljev eksperimenta.
- Ocene odstopanj so določene približno. Natančnost lastnosti je skladna z namenom meritev. To je posledica dejstva, da napaka označuje le območje negotovosti rezultata in njegova končna natančnost ni potrebna.
- Odstopanje je bolje pretiravati kot podcenjevati. V prvem primeru se bo kakovost meritve zmanjšala, v drugem primeru je verjetno popolna amortizacija dobljenih rezultatov.
Ocenite napake pred ali po meritvi. V prvem primeru se imenuje a priori, v drugem - a posteriori.
