Грешките са отклонения на резултатите от измерването от реалната стойност на дадена величина. Действителната стойност може да се установи само чрез извършване на множество измервания. На практика това е невъзможно да се приложи.
За анализа на отклоненията най-близката до истинската стойност се счита за действителната стойност на измерената стойност. Получава се с помощта на високоточни измервателни уреди и методи. За удобство на измерванията, за да се гарантира възможността за елиминиране на отклоненията, се използват различни класификации на грешките. Помислете за основните групи.
Метод на изразяване
Ако класифицираме грешките на измервателните уреди на тази основа, можем да различим:
- Абсолютни отклонения. Те се изразяват в единици от измерваното количество.
- Относително отклонение. Изразява се чрез съотношението на абсолютната грешка и резултата от измерването или действителната стойност на измерваното количество.
- Намалено отклонение. Това е изразената относителна грешкасъотношението на абсолютното отклонение на измервателния уред и стойността, взета като постоянен индикатор в целия диапазон на съответното измерване. Неговият избор се основава на GOST 8.009-84.
За много измервателни уреди се установява клас на точност. Посочената грешка се въвежда, тъй като относителната стойност характеризира отклонението само в определена точка от скалата и зависи от параметъра на измерената стойност.
Условия и източници
Основните и допълнителните отклонения се разграничават при класификацията на грешките според тези критерии.
Първите са грешките на измервателните уреди при нормални условия на употреба. Основните отклонения се дължат на несъвършенството на функцията за преобразуване, несъвършенството на свойствата на устройствата. Те отразяват разликата между действителната функция за преобразуване на устройството при нормални условия и номиналната (установена в регулаторни документи (технически условия, стандарти и др.)).
Допълнителни грешки възникват, когато дадена стойност се отклонява от нормалната стойност или поради излизане извън границите на нормализираната област.
Нормални условия
Следните нормални параметри са дефинирани в нормативната документация:
- Температура на въздуха 20±5 градуса.
- Относителна влажност 65±15%.
- Мрежово напрежение 220±4, 4 V.
- Мощна честота 50±1Hz.
- Без магнитни или електрически полета.
- Хоризонталната позиция на устройството с отклонение от ±2 градуса.
Клас на точност
Границите на толеранса на отклоненията могат да бъдат изразени в относителна, абсолютна или намалена грешка. За да може да се избере най-подходящия измервателен инструмент, се прави съпоставка по тяхната обобщена характеристика – класа на точност. По правило това е границата на допустимите основни и допълнителни отклонения.
Класът на точност ви позволява да разберете границите на грешките на същия тип измервателни уреди. Въпреки това, той не може да се счита за пряк индикатор за точността на измерванията, извършени от всеки такъв инструмент. Факт е, че други фактори (условия, метод и др.) също влияят върху класификацията на грешките в измерването. Това обстоятелство трябва да се вземе предвид при избора на измервателен уред в зависимост от точността, определена за експеримента.
Стойността на класа на точност е отразена в техническите условия, стандартите или други нормативни документи. Необходимият параметър се избира от стандартния диапазон. Например, за електромеханични устройства следните стойности се считат за нормативни: 0, 05, 0, 1, 0, 2 и т.н.
Познавайки стойността на класа на точност на измервателния инструмент, можете да намерите допустимата стойност на абсолютното отклонение за всички части от обхвата на измерване. Индикаторът обикновено се прилага директно към скалата на устройството.
Естеството на промяната
Тази функция се използва при класификацията на систематичните грешки. Тези отклонения оставатпостоянни или променящи се според определени модели при извършване на измервания. Разпределете в тази класификация и видове грешки, които имат систематичен характер. Те включват: инструментални, субективни, методологически и други отклонения.
Ако системната грешка се доближи до нула, тази ситуация се нарича коректност.
В класификацията на грешките в измерването в метрологията се разграничават и случайни отклонения. Тяхната поява не може да бъде предвидена. Случайните грешки не се отчитат; те не могат да бъдат изключени от процеса на измерване. Случайните грешки оказват значително влияние върху резултатите от изследването. Отклоненията могат да бъдат намалени чрез многократни измервания с последваща статистическа обработка на резултатите. С други думи, средната стойност, получена от многократни манипулации, ще бъде по-близка до реалния параметър, отколкото тази, получена от еднократно измерване. Когато случайното отклонение е близко до нула, те говорят за сближаване на индикаторите на измервателното устройство.
Друга група грешки в класирането - пропуски. Те са свързани, като правило, с грешки, допуснати от оператора, или неотчетено влиянието на външни фактори. Пропуските обикновено се изключват от резултатите от измерването, не се вземат предвид при обработката на получените данни.
Зависимост от величината
Отклонението може да не зависи от измервания параметър или да е пропорционално на него. Съответно, при класификацията на грешките в метрологията, добавката имултипликативни отклонения.
Последните също се наричат грешки в чувствителността. Адитивните отклонения обикновено се появяват поради пикапи, вибрации в опорите, триене и шум. Мултипликативната грешка е свързана с несъвършенството на настройката на отделни части на измервателните уреди. То от своя страна може да бъде причинено от различни причини, включително физическа и остаряване на оборудването.
Нормализация на характеристики
Извършва се в зависимост от това кое отклонение е значително. Ако адитивната грешка е значителна, границата се нормализира под формата на намалено отклонение, ако е мултипликативна, се използва формулата за относителната величина на промяната.
Това е метод на нормализиране, при който и двата показателя са съизмерими, тоест границата на допустимата основна разлика се изразява в двучленна формула. Следователно индикаторът за клас на точност също се състои от 2 числа c и d в проценти, разделени с наклонена черта. Например 0,2/0,01 Първото число отразява относителната грешка при нормални условия. Вторият индикатор характеризира нарастването му с увеличаване на стойността на X, т.е. отразява влиянието на адитивната грешка.
Динамика на промените в измервания индикатор
На практика се използва класификацията на грешките, отразяваща естеството на промените в измерваното количество. Включва разделяне на отклоненията:
- Към статичен. Такива грешки възникват при измерване на бавно променящи се илине се променя изобщо.
- Динамичен. Те се появяват при измерване на физически величини, които се променят бързо във времето.
Динамичното отклонение се дължи на инерцията на устройството.
Характеристики на оценката на отклоненията
Съвременните подходи към анализа и класификацията на грешките се основават на принципи, които осигуряват съответствие с изискванията за еднородност на измерванията.
За постигане на целите на оценката и изследването, отклонението се описва с помощта на модел (случаен, инструментален, методически и т.н.). Той определя характеристиките, които могат да се използват за количествено определяне на свойствата на грешката. В хода на обработката на информацията е необходимо да се намерят оценки на такива характеристики.
Моделът се избира, като се вземат предвид данните за неговите източници, включително тези, получени по време на експеримента. Моделите се делят на недетерминирани (случайни) и детерминирани. Последните, съответно, са подходящи за системни отклонения.
Общият модел за случайната грешка е стойността, която изпълнява функцията за разпределение на вероятностите. Характеристиките на отклонението в този случай са разделени на интервални и точкови. Когато се описва грешката на резултатите от измерването, обикновено се използват интервални параметри. Това означава, че границите, в които може да бъде локализирано отклонението, се определят като съответстващи на определена вероятност. В такава ситуация границите се наричат доверие, а вероятността, съответно увереност.
Точковите характеристики се използват в случаите, когато няма нужда или възможност за оценка на доверителните граници на отклонението.
Принципи на оценка
При избор на оценки за отклонение се използват следните разпоредби:
- Охарактеризирани са индивидуални параметри и свойства на избрания модел. Това се дължи на факта, че моделите на отклонение имат сложна структура. За описването им се използват много параметри. Тяхното определяне често е много трудно, а в някои ситуации дори невъзможно. Освен това, в много случаи пълното описание на модела съдържа излишна информация, докато познаването на индивидуалните характеристики ще бъде напълно достатъчно за изпълнение на задачите и постигане на целите на експеримента.
- Оценките на отклоненията се определят приблизително. Точността на характеристиките е съобразена с целта на измерванията. Това се дължи на факта, че грешката характеризира само зоната на несигурност на резултата и не е необходима нейната крайна точност.
- Отклонението е по-добре да се преувеличава, отколкото да се подценява. В първия случай качеството на измерването ще намалее, във втория случай е вероятно пълното обезценяване на получените резултати.
Оценете грешките преди или след измерването. В първия случай се нарича a priori, във втория - a posteriori.
