Feil er avvik i måleresultater fra den virkelige verdien av en mengde. Den faktiske verdien kan kun fastsettes ved å utføre en rekke målinger. I praksis er dette umulig å gjennomføre.
For analyse av avvik anses verdien nærmest den sanne verdien som den faktiske verdien av den målte verdien. Det oppnås ved hjelp av høypresisjons måleinstrumenter og metoder. For å gjøre målingene lettere, for å sikre muligheten for å eliminere avvik, brukes forskjellige klassifiseringer av feil. Tenk på hovedgruppene.
Uttrykksmåte
Hvis vi klassifiserer feilene til måleinstrumenter på dette grunnlaget, kan vi skille:
- Absolute avvik. De er uttrykt i enheter av mengden som måles.
- Relativt avvik. Det uttrykkes ved forholdet mellom den absolutte feilen og måleresultatet eller den faktiske verdien av mengden som måles.
- Redusert avvik. Det er den relative feilen som er uttryktforholdet mellom det absolutte avviket til måleinstrumentet og verdien tatt som en konstant indikator over hele området til den tilsvarende målingen. Valget hans er basert på GOST 8.009-84.
For mange måleinstrumenter er det etablert en nøyaktighetsklasse. Den gitte feilen introduseres fordi den relative verdien karakteriserer avviket kun på et bestemt punkt på skalaen og avhenger av parameteren til den målte verdien.
Betingelser og kilder
Hovedavvik og tilleggsavvik skilles i klassifiseringen av feil i henhold til disse kriteriene.
Den første er feilene til måleinstrumenter under normale bruksforhold. Hovedavvikene skyldes ufullkommenhet i konverteringsfunksjonen, ufullkommenhet i enhetenes egenskaper. De gjenspeiler forskjellen mellom den faktiske konverteringsfunksjonen til enheten under normale forhold og den nominelle (etablert i forskriftsdokumenter (tekniske forhold, standarder, etc.)).
Ytterligere feil oppstår når en verdi avviker fra normverdien eller på grunn av å gå utenfor grensene til det normaliserte området.
normale betingelser
Følgende normale parametere er definert i den normative dokumentasjonen:
- Lufttemperatur 20±5 grader.
- Relativ fuktighet 65±15%.
- Nettverksspenning 220±4, 4 V.
- Strømfrekvens 50±1Hz.
- Ingen magnetiske eller elektriske felt.
- Den horisontale posisjonen til enheten med et avvik på ±2 grader.
Nøyaktighetsklasse
Toleransegrenser for avvik kan uttrykkes i relativ, absolutt eller redusert feil. For å kunne velge det best egnede måleverktøyet, blir det gjort en sammenligning i henhold til deres generaliserte karakteristikk - nøyaktighetsklassen. Som regel er det grensen for tillatte grunn- og tilleggsavvik.
Nøyaktighetsklassen lar deg forstå grensene for feilene til samme type måleinstrumenter. Det kan imidlertid ikke betraktes som en direkte indikator på nøyaktigheten av målinger utført av hvert slikt instrument. Faktum er at andre faktorer (forhold, metode osv.) også påvirker klassifiseringen av målefeil. Denne omstendigheten må tas i betraktning når du velger et måleinstrument avhengig av nøyaktigheten som er spesifisert for eksperimentet.
Verdien av nøyaktighetsklassen gjenspeiles i tekniske betingelser, standarder eller andre forskriftsdokumenter. Den nødvendige parameteren velges fra standardområdet. For eksempel, for elektromekaniske enheter, anses følgende verdier som normative: 0, 05, 0, 1, 0, 2 osv.
Når du kjenner verdien til nøyaktighetsklassen til måleverktøyet, kan du finne den tillatte verdien av det absolutte avviket for alle deler av måleområdet. Indikatoren brukes vanligvis direkte på skalaen til enheten.
Forandringens natur
Denne funksjonen brukes i klassifiseringen av systematiske feil. Disse avvikene bestårkonstant eller endres i henhold til visse mønstre når du utfører målinger. Tildel i denne klassifiseringen og typer feil som har en systematisk karakter. Disse inkluderer: instrumentelle, subjektive, metodiske og andre avvik.
Hvis den systematiske feilen nærmer seg null, kalles denne situasjonen korrekthet.
I klassifiseringen av målefeil i metrologi skilles det også ut tilfeldige avvik. Forekomsten deres kan ikke forutsies. Tilfeldige feil er ikke ansvarlige; de kan ikke utelukkes fra måleprosessen. Tilfeldige feil har en betydelig innvirkning på forskningsresultater. Avvik kan reduseres ved gjentatte målinger med påfølgende statistisk bearbeiding av resultatene. Med andre ord vil gjennomsnittsverdien oppnådd fra gjentatte manipulasjoner være nærmere den virkelige parameteren enn den som oppnås fra en enkelt måling. Når det tilfeldige avviket er nær null, snakker de om konvergensen av indikatorene til måleapparatet.
Enda en gruppe feil i klassifiseringen - bom. De er som regel assosiert med feil gjort av operatøren, eller uten hensyn til påvirkning av eksterne faktorer. Bortfall er vanligvis ekskludert fra måleresultatene, og tas ikke med i betraktning ved behandling av mottatte data.
Avhengighet av størrelse
Avviket kan ikke avhenge av den målte parameteren eller være proporsjonal med den. Følgelig, i klassifiseringen av feil i metrologi, additiv ogmultiplikative avvik.
Sistnevnte omtales også som sensitivitetsfeil. Additive avvik vises vanligvis på grunn av pickuper, vibrasjoner i støtter, friksjon og støy. Den multiplikative feilen er assosiert med ufullkommenhet i justeringen av individuelle deler av måleinstrumentene. Det kan i sin tur være forårsaket av ulike årsaker, inkludert fysisk og foreldet utstyr.
Normalisering av egenskaper
Det utføres avhengig av hvilket avvik som er betydelig. Hvis additivfeilen er signifikant normaliseres grensen i form av redusert avvik, hvis den er multiplikativ brukes formelen for den relative størrelsen på endringen.
Dette er en normaliseringsmetode der begge indikatorene er kommensurerbare, det vil si at grensen for den tillatte hovedforskjellen er uttrykt i en to-term formel. Derfor består nøyaktighetsklasseindikatoren også av 2 tall c og d i prosent, atskilt med en skråstrek. For eksempel 0,2/0,01. Det første tallet gjenspeiler den relative feilen under normale forhold. Den andre indikatoren karakteriserer dens økning med en økning i verdien av X, dvs. reflekterer påvirkningen av additivfeilen.
Dynamikk i endringer i den målte indikatoren
I praksis brukes klassifisering av feil, som gjenspeiler arten av endringer i mengden som måles. Det innebærer separering av avvik:
- Til statisk. Slike feil oppstår ved måling sakte skiftende ellerendres ikke i det hele tatt.
- Dynamisk. De vises ved måling av fysiske mengder som endres raskt over tid.
Dynamisk avvik skyldes tregheten til enheten.
Funksjoner for å estimere avvik
Moderne tilnærminger til analyse og klassifisering av feil er basert på prinsipper som sikrer overholdelse av kravene til enhetlighet i målinger.
For å nå målene for vurdering og forskning beskrives avviket ved hjelp av en modell (tilfeldig, instrumentell, metodisk, etc.). Den definerer egenskapene som kan brukes til å kvantifisere egenskapene til feilen. I løpet av informasjonsbehandlingen er det nødvendig å finne estimater for slike egenskaper.
Modellen er valgt under hensyntagen til dataene fra kildene, inkludert de som ble innhentet under eksperimentet. Modeller er delt inn i ikke-deterministiske (tilfeldige) og deterministiske. Sistnevnte egner seg henholdsvis for systematiske avvik.
Den generelle modellen for den tilfeldige feilen er verdien som implementerer sannsynlighetsfordelingsfunksjonen. Avvikskarakteristikker i dette tilfellet er delt inn i intervall og punkt. Når feilen i måleresultatene beskrives, brukes vanligvis intervallparametere. Dette betyr at grensene som avviket kan lokaliseres innenfor er definert til å tilsvare en viss sannsynlighet. I en slik situasjon kalles grensene konfidens, og sannsynligheten henholdsvis tillit.
Punktkarakteristikker brukes i tilfeller der det ikke er behov eller mulighet for å estimere konfidensgrensene for avviket.
Evalueringsprinsipper
Ved valg av avviksestimater brukes følgende bestemmelser:
- Individuelle parametere og egenskaper for den valgte modellen er karakterisert. Dette skyldes at avviksmodellene har en kompleks struktur. Mange parametere brukes for å beskrive dem. Deres besluttsomhet er ofte svært vanskelig, og i noen situasjoner til og med umulig. I tillegg inneholder den fullstendige beskrivelsen av modellen i mange tilfeller overflødig informasjon, mens kunnskapen om individuelle egenskaper vil være nok til å gjennomføre oppgavene og nå målene for eksperimentet.
- Estimat av avvik er fastsatt tilnærmet. Nøyaktigheten av karakteristikkene er i samsvar med formålet med målingene. Dette skyldes det faktum at feilen kun karakteriserer usikkerhetssonen for resultatet, og dens ultimate nøyaktighet er ikke nødvendig.
- Avvik er bedre å overdrive enn å undervurdere. I det første tilfellet vil kvaliteten på målingen reduseres, i det andre tilfellet er det sannsynlig at de oppnådde resultatene blir fullstendig svekket.
Estimatfeil før eller etter måling. I det første tilfellet kalles det a priori, i det andre - a posteriori.
