الأخطاء هي انحرافات نتائج القياس عن القيمة الحقيقية للكمية. لا يمكن تحديد القيمة الفعلية إلا من خلال إجراء العديد من القياسات. من الناحية العملية ، هذا مستحيل التنفيذ.
لتحليل الانحرافات ، تعتبر القيمة الأقرب للقيمة الحقيقية هي القيمة الفعلية للقيمة المقاسة. يتم الحصول عليها باستخدام أدوات وطرق قياس عالية الدقة. لراحة القياسات ، لضمان إمكانية القضاء على الانحرافات ، يتم استخدام تصنيفات مختلفة للأخطاء. النظر في المجموعات الرئيسية.
طريقة التعبير
إذا قمنا بتصنيف أخطاء أدوات القياس على هذا الأساس ، فيمكننا التمييز بين:
- الانحرافات المطلقة. يتم التعبير عنها بوحدات الكمية التي يتم قياسها.
- الانحراف النسبي. يتم التعبير عنها بنسبة الخطأ المطلق ونتيجة القياس أو القيمة الفعلية للكمية التي يتم قياسها.
- انخفاض الانحراف. إنه الخطأ النسبي المعبر عنهنسبة الانحراف المطلق لأداة القياس والقيمة المأخوذة كمؤشر ثابت على النطاق الكامل للقياس المقابل. يعتمد اختياره على GOST 8.009-84.
بالنسبة للعديد من أدوات القياس ، تم إنشاء فئة دقة. يتم إدخال الخطأ المحدد لأن القيمة النسبية تميز الانحراف فقط عند نقطة معينة على المقياس وتعتمد على معلمة القيمة المقاسة.
الشروط والمصادر
تتميز الانحرافات الأساسية والإضافية في تصنيف الأخطاء وفق هذه المعايير.
الأول هو أخطاء أدوات القياس في ظل ظروف الاستخدام العادية. ترجع الانحرافات الرئيسية إلى النقص في وظيفة التحويل ، ونقص خصائص الأجهزة. إنها تعكس الفرق بين وظيفة التحويل الفعلية للجهاز في ظل الظروف العادية والوظيفة الاسمية (المحددة في الوثائق التنظيمية (الشروط الفنية والمعايير وما إلى ذلك)).
أخطاء إضافية تحدث عندما تنحرف القيمة عن القيمة المعيارية أو بسبب تجاوز حدود المنطقة الطبيعية.
الظروف العادية
يتم تحديد المعلمات العادية التالية في الوثائق المعيارية:
- درجة حرارة الهواء 20 ± 5 درجة
- الرطوبة النسبية 65 ± 15٪
- جهد الشبكة 220 ± 4 ، 4 فولت.
- تردد الطاقة 50 ± 1 هرتز.
- لا توجد مجالات مغناطيسية أو كهربائية.
- الوضع الأفقي للجهاز بانحراف ± 2 درجة.
فئة الدقة
يمكن التعبير عن حدود التسامح للانحرافات في الخطأ النسبي أو المطلق أو المنخفض. من أجل التمكن من اختيار أنسب أداة قياس ، يتم إجراء مقارنة وفقًا لخصائصها العامة - فئة الدقة. كقاعدة ، هو حد الانحرافات الأساسية والإضافية المسموح بها.
تسمح لك فئة الدقة بفهم حدود أخطاء نفس النوع من أدوات القياس. ومع ذلك ، لا يمكن اعتباره مؤشرا مباشرا على دقة القياسات التي يقوم بها كل جهاز من هذه الأدوات. الحقيقة هي أن العوامل الأخرى (الشروط ، الطريقة ، إلخ) تؤثر أيضًا على تصنيف أخطاء القياس. يجب أن يؤخذ هذا الظرف في الاعتبار عند اختيار أداة قياس اعتمادًا على الدقة المحددة للتجربة.
تنعكس قيمة فئة الدقة في الشروط الفنية أو المعايير أو المستندات التنظيمية الأخرى. يتم تحديد المعلمة المطلوبة من النطاق القياسي. على سبيل المثال ، بالنسبة للأجهزة الكهروميكانيكية ، تعتبر القيم التالية معيارية: 0 ، 05 ، 0 ، 1 ، 0 ، 2 ، إلخ.
بمعرفة قيمة فئة الدقة لأداة القياس ، يمكنك العثور على القيمة المسموح بها للانحراف المطلق لجميع أجزاء نطاق القياس. عادة ما يتم تطبيق المؤشر مباشرة على مقياس الجهاز
طبيعة التغيير
تستخدم هذه الميزة في تصنيف الأخطاء المنهجية. تبقى هذه الانحرافاتثابت أو متغير وفقًا لأنماط معينة عند إجراء القياسات. تخصص في هذا التصنيف وأنواع الأخطاء التي لها طابع منهجي. وتشمل هذه: الانحرافات الآلية والذاتية والمنهجية وغيرها.
إذا اقترب الخطأ النظامي من الصفر ، فإن هذا الموقف يسمى الصواب.
في تصنيف أخطاء القياس في المترولوجيا ، يتم تمييز الانحرافات العشوائية أيضًا. لا يمكن توقع حدوثها. الأخطاء العشوائية ليست مسؤولة ؛ لا يمكن استبعادها من عملية القياس. الأخطاء العشوائية لها تأثير كبير على نتائج البحث. يمكن تقليل الانحرافات عن طريق القياسات المتكررة مع المعالجة الإحصائية اللاحقة للنتائج. بمعنى آخر ، سيكون متوسط القيمة التي تم الحصول عليها من التلاعب المتكرر أقرب إلى المعلمة الحقيقية من تلك التي تم الحصول عليها من قياس واحد. عندما يقترب الانحراف العشوائي من الصفر ، فإنهم يتحدثون عن تقارب مؤشرات جهاز القياس.
مجموعة أخرى من الأخطاء في التصنيف - يخطئ. ترتبط ، كقاعدة عامة ، بأخطاء يرتكبها المشغل ، أو غير محسوبة لتأثير العوامل الخارجية. عادةً ما يتم استبعاد الأخطاء المفقودة من نتائج القياس ، ولا تؤخذ في الاعتبار عند معالجة البيانات المستلمة.
الاعتماد على الحجم
قد لا يعتمد الانحراف على المعلمة المقاسة أو يكون متناسبًا معها. تبعا لذلك ، في تصنيف الأخطاء في المترولوجيا والمضافات والانحرافات المضاعفة
هذا الأخير يشار إليه أيضًا بأخطاء الحساسية. تظهر الانحرافات المضافة عادةً بسبب التقاطات والاهتزازات في الدعامات والاحتكاك والضوضاء. يرتبط الخطأ المضاعف بنقص تعديل الأجزاء الفردية لأجهزة القياس. يمكن أن يكون سبب ذلك بدوره لأسباب مختلفة ، بما في ذلك المادية وتقادم المعدات.
تطبيع الخصائص
يتم تنفيذه اعتمادًا على الانحراف المهم. إذا كان الخطأ الإضافي كبيرًا ، يتم تسوية الحد في شكل انحراف منخفض ، وإذا كان مضاعفًا ، يتم استخدام صيغة الحجم النسبي للتغيير.
هذه طريقة تطبيع يكون فيها كلا المؤشرين قابلين للتناسب ، أي يتم التعبير عن حد الاختلاف الرئيسي المسموح به في صيغة ثنائية المدة. لذلك ، يتكون مؤشر فئة الدقة أيضًا من رقمين c و d بالنسبة المئوية ، مفصولة بشرطة مائلة. على سبيل المثال ، 0.2 / 0.01 يعكس الرقم الأول الخطأ النسبي في ظل الظروف العادية. المؤشر الثاني يميز زيادته بزيادة في قيمة X ، أي يعكس تأثير الخطأ الإضافي.
ديناميات التغييرات في المؤشر المقاس
من الناحية العملية ، يتم استخدام تصنيف الأخطاء ، مما يعكس طبيعة التغييرات في الكمية التي يتم قياسها. يتضمن فصل الانحرافات:
- إلى ثابت. تنشأ مثل هذه الأخطاء عند قياس التغيير البطيء أولا تتغير على الإطلاق.
- ديناميكي. تظهر عند قياس الكميات المادية التي تتغير بسرعة في الوقت المناسب.
الانحراف الديناميكي بسبب القصور الذاتي للجهاز
ميزات تقدير الانحرافات
تعتمد الأساليب الحديثة لتحليل وتصنيف الأخطاء على مبادئ تضمن الامتثال لمتطلبات توحيد القياسات.
لتحقيق أهداف التقييم والبحث ، يتم وصف الانحراف باستخدام نموذج (عشوائي ، فعال ، منهجي ، إلخ). يحدد الخصائص التي يمكن استخدامها لتحديد خصائص الخطأ. في سياق معالجة المعلومات ، من الضروري إيجاد تقديرات لهذه الخصائص.
يتم اختيار النموذج مع مراعاة البيانات الخاصة بمصادره ، بما في ذلك تلك التي تم الحصول عليها أثناء التجربة. تنقسم النماذج إلى غير حتمية (عشوائية) وحتمية. الأخير ، على التوالي ، مناسب للانحرافات المنهجية.
النموذج العام للخطأ العشوائي هو القيمة التي تنفذ دالة توزيع الاحتمالات. تنقسم خصائص الانحراف في هذه الحالة إلى فاصل ونقطة. عند وصف خطأ نتائج القياس ، عادة ما تستخدم معلمات الفاصل. هذا يعني أن الحدود التي يمكن أن يقع فيها الانحراف يتم تعريفها على أنها مقابلة لاحتمالية معينة. في مثل هذه الحالة ، تسمى الحدود الثقة ، والاحتمال ، على التوالي ، الثقة.
تُستخدم خصائص النقطة في الحالات التي لا توجد فيها حاجة أو إمكانية لتقدير حدود الثقة للانحراف.
مبادئ التقييم
عند اختيار تقديرات الانحراف ، يتم استخدام الأحكام التالية:
- يتم تمييز المعلمات الفردية وخصائص النموذج المحدد. هذا يرجع إلى حقيقة أن نماذج الانحراف لها بنية معقدة. يتم استخدام العديد من المعلمات لوصفها. غالبًا ما يكون تحديدهم صعبًا للغاية ، بل إنه مستحيل في بعض الحالات. بالإضافة إلى ذلك ، في كثير من الحالات ، يحتوي الوصف الكامل للنموذج على معلومات زائدة عن الحاجة ، في حين أن معرفة الخصائص الفردية ستكون كافية تمامًا لتنفيذ المهام وتحقيق أهداف التجربة.
- يتم تحديد تقديرات الانحرافات تقريبًا. تتوافق دقة الخصائص مع الغرض من القياسات. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الخطأ يميز فقط منطقة عدم اليقين في النتيجة وليس هناك حاجة إلى دقتها المطلقة.
- الانحراف أفضل من المبالغة من التقليل. في الحالة الأولى ، ستنخفض جودة القياس ، وفي الحالة الثانية ، من المحتمل أن يكون الاستهلاك الكامل للنتائج التي تم الحصول عليها.
تقدير الأخطاء قبل أو بعد القياس. في الحالة الأولى تسمى بداهة ، في الحالة الثانية - اللاحقة.
