Matavimo neapibrėžtis ir paklaida yra pagrindiniai metrologijoje nagrinėjami teiginiai ir viena iš svarbių sąvokų, kurias dažnai vartoja metrologijos testuotojai. Tai tiesiogiai susiję su matavimo rezultatų patikimumu ir vertės perdavimo tikslumu bei nuoseklumu. Tačiau daugelis žmonių lengvai painioja arba netinkamai vartoja šias dvi sąvokas dėl neaiškių sąvokų. Šiame straipsnyje apjungiama „Matavimo neapibrėžties vertinimo ir išraiškos“ studijų patirtis, siekiant sutelkti dėmesį į šių dviejų sąvokų skirtumus. Pirmiausia reikia išsiaiškinti matavimo neapibrėžties ir paklaidos konceptualinį skirtumą.
Matavimo neapibrėžtis apibūdina verčių diapazono, kuriame yra tikroji išmatuotos vertės vertė, įvertinimą.Jis nurodo intervalą, kuriame tikroji vertė gali nukristi pagal tam tikrą pasikliautinąją tikimybę. Tai gali būti standartinis nuokrypis arba jo kartotiniai, arba intervalo pusė pločio, rodanti pasikliautinąjį lygį. Tai nėra konkreti tikroji paklaida, jis tiesiog kiekybiškai išreiškia paklaidos diapazono dalį, kurios negalima pataisyti parametrų pavidalu. Jis gaunamas iš netobulos atsitiktinių ir sisteminių efektų pataisos ir yra sklaidos parametras, naudojamas apibūdinti pagrįstai priskirtas išmatuotas vertes. Neapibrėžtumas skirstomas į dviejų tipų vertinimo komponentus – A ir B – pagal jų gavimo būdą. A tipo vertinimo komponentas yra neapibrėžtumo vertinimas, atliekamas atliekant statistinę stebėjimo serijų analizę, o B tipo vertinimo komponentas įvertinamas remiantis patirtimi ar kita informacija, ir daroma prielaida, kad yra neapibrėžtumo komponentas, kurį apibūdina apytikslis „standartinis nuokrypis“.
Daugeliu atvejų paklaida reiškia matavimo paklaidą, o tradicinis jos apibrėžimas yra skirtumas tarp matavimo rezultato ir tikrosios išmatuotos vertės.Paprastai jas galima suskirstyti į dvi kategorijas: sistemines ir atsitiktines klaidas. Paklaida egzistuoja objektyviai ir turėtų būti apibrėžta reikšmė, tačiau kadangi tikroji reikšmė daugeliu atvejų nežinoma, tikrosios paklaidos tiksliai žinoti neįmanoma. Mes tiesiog ieškome geriausio teisingumo reikšmės aproksimavimo tam tikromis sąlygomis ir vadiname tai įprastine teisingumo reikšme.
Suprasdami šią sąvoką, matome, kad matavimo neapibrėžtis ir matavimo paklaida daugiausia skiriasi šiais dalykais:
1. Vertinimo tikslų skirtumai:
Matavimo neapibrėžtis skirta parodyti išmatuotos vertės sklaidą;
Matavimo paklaidos tikslas – parodyti, kiek matavimo rezultatai nukrypsta nuo tikrosios vertės.
2. Skirtumas tarp vertinimo rezultatų:
Matavimo neapibrėžtis yra neženklis parametras, išreiškiamas standartiniu nuokrypiu, standartinio nuokrypio kartotiniais arba pasikliautinojo intervalo puse pločio. Ją vertina žmonės, remdamiesi tokia informacija kaip eksperimentai, duomenys ir patirtis. Ją galima kiekybiškai nustatyti dviem vertinimo metodais: A ir B.
Matavimo paklaida yra vertė su teigiamu arba neigiamu ženklu. Jos vertė yra matavimo rezultato ir išmatuotos tikrosios vertės skirtumas. Kadangi tikroji vertė nežinoma, jos tiksliai gauti neįmanoma. Kai vietoj tikrosios vertės naudojama įprasta tikroji vertė, galima gauti tik apytikslę vertę.
3. Įtakojančių veiksnių skirtumas:
Matavimo neapibrėžtį žmonės gauna analizuodami ir vertindami, todėl ji susijusi su žmonių supratimu apie matuojamąjį dydį, darant įtaką dydžiui ir matavimo procesui;
Matavimo paklaidos egzistuoja objektyviai, joms įtakos neturi išoriniai veiksniai ir jos nesikeičia priklausomai nuo žmonių supratimo;
Todėl atliekant neapibrėžtumo analizę, reikėtų visapusiškai atsižvelgti į įvairius įtakos veiksnius ir patikrinti neapibrėžtumo įvertinimą. Priešingu atveju, dėl nepakankamos analizės ir įvertinimo įvertintas neapibrėžtumas gali būti didelis, kai matavimo rezultatas yra labai artimas tikrajai vertei (t. y. paklaida yra maža), arba pateiktas neapibrėžtumas gali būti labai mažas, kai matavimo paklaida iš tikrųjų yra didelė.
4. Skirtumai pagal pobūdį:
Paprastai nebūtina atskirti matavimo neapibrėžties ir neapibrėžties komponentų savybių. Jei juos reikia atskirti, jie turėtų būti išreikšti taip: „atsitiktinių efektų sukelti neapibrėžties komponentai“ ir „sistemos efektų sukelti neapibrėžties komponentai“;
Matavimo paklaidas pagal jų savybes galima suskirstyti į atsitiktines ir sistemines paklaidas. Pagal apibrėžimą, tiek atsitiktinės, tiek sisteminės paklaidos yra idealios sąvokos, kai matavimų yra be galo daug.
5. Matavimo rezultatų pataisos skirtumas:
Pats terminas „neapibrėžtumas“ reiškia įvertinamą vertę. Jis nenurodo konkrečios ir tikslios paklaidos vertės. Nors ją galima įvertinti, ji negali būti naudojama vertei pataisyti. Neapibrėžtumas, atsirandantis dėl netobulų pataisymų, gali būti atsižvelgiama tik į pataisytų matavimo rezultatų neapibrėžtumą.
Jei žinoma numatoma sistemos paklaidos vertė, matavimo rezultatą galima pakoreguoti, kad būtų gautas pataisytas matavimo rezultatas.
Pataisius dydį, jis gali būti artimesnis tikrajai vertei, tačiau jo paklaida ne tik nesumažėja, bet kartais net padidėja. Taip yra daugiausia todėl, kad negalime tiksliai žinoti, kokia yra tikroji vertė, o galime tik įvertinti, kiek matavimo rezultatai yra artimi tikrajai vertei arba nuo jos nutolę.
Nors matavimo neapibrėžtis ir paklaida turi aukščiau nurodytų skirtumų, jos vis tiek yra glaudžiai susijusios. Neapibrėžties sąvoka yra paklaidų teorijos taikymas ir išplėtimas, o paklaidų analizė vis dar yra teorinis matavimo neapibrėžties vertinimo pagrindas, ypač vertinant B tipo komponentus, paklaidų analizė yra neatsiejama. Pavyzdžiui, matavimo priemonių charakteristikas galima apibūdinti didžiausia leistina paklaida, rodmens paklaida ir kt. Matavimo priemonės leistinos paklaidos ribinė vertė, nurodyta techninėse specifikacijose ir reglamentuose, vadinama „didžiausia leistina paklaida“ arba „leistina paklaidos riba“. Tai leistinas rodmens paklaidos diapazonas, kurį gamintojas nurodo tam tikro tipo priemonei, o ne faktinė tam tikros priemonės paklaida. Didžiausią leistiną matavimo priemonės paklaidą galima rasti priemonės vadove, o išreiškiant skaitine verte, ji išreiškiama pliuso arba minuso ženklu, paprastai išreiškiama absoliučia paklaida, santykine paklaida, etalonine paklaida arba jų deriniu. Pavyzdžiui, ±0,1 PV, ±1 % ir kt. Didžiausia leistina matavimo priemonės paklaida nėra matavimo neapibrėžtis, tačiau ji gali būti naudojama kaip pagrindas matavimo neapibrėžčiai įvertinti. Matavimo priemonės įvestą neapibrėžtį matavimo rezultate galima įvertinti pagal didžiausią leistiną priemonės paklaidą, taikant B tipo vertinimo metodą. Kitas pavyzdys yra skirtumas tarp matavimo priemonės indikacijos vertės ir atitinkamos įvesties sutartinės tikrosios vertės, kuri yra matavimo priemonės indikacijos paklaida. Fizikinių matavimo priemonių rodoma vertė yra jos nominali vertė. Paprastai kaip sutartinė tikroji vertė naudojama aukštesnio lygio matavimo standarto pateikta arba atkurta vertė (dažnai vadinama kalibravimo verte arba standartine verte). Atliekant patikros darbus, kai matavimo standarto pateiktos standartinės vertės išplėstinė neapibrėžtis yra nuo 1/3 iki 1/10 bandomosios priemonės didžiausios leistinos paklaidos, o bandomosios priemonės indikacijos paklaida yra nurodytos didžiausios leistinos paklaidos ribose, ji gali būti laikoma kvalifikuota.
Įrašo laikas: 2023 m. rugpjūčio 10 d.
