Неопределеността и грешката на измерване са основни положения, изучавани в метрологията, а също и една от важните концепции, често използвани от метрологичните тестери.Тя е пряко свързана с надеждността на резултатите от измерването и точността и последователността на предаването на стойността.Много хора обаче лесно бъркат или злоупотребяват с двете поради неясни понятия.Тази статия съчетава опита от изучаването на „Оценка и изразяване на несигурността на измерването“, за да се съсредоточи върху разликите между двете.Първото нещо, което трябва да бъде ясно, е концептуалната разлика между несигурността на измерването и грешката.
Несигурността на измерването характеризира оценката на диапазона от стойности, в който се намира истинската стойност на измерената стойност.Той дава интервала, в който истинската стойност може да падне според определена доверителна вероятност.То може да бъде стандартното отклонение или кратни на него, или полуширината на интервала, показващ нивото на достоверност.Това не е конкретна истинска грешка, а просто количествено изразява частта от обхвата на грешката, която не може да бъде коригирана под формата на параметри.Той се извлича от несъвършената корекция на случайни ефекти и систематични ефекти и е параметър на дисперсия, използван за характеризиране на измерените стойности, които са разумно определени.Несигурността се разделя на два вида компоненти за оценка, А и Б, според метода на получаването им.Компонентът на оценка от тип A е оценката на несигурността, направена чрез статистически анализ на серии от наблюдения, а компонентът на оценка от тип B се оценява въз основа на опит или друга информация и се предполага, че има компонент на несигурност, представен от приблизително „стандартно отклонение“.
В повечето случаи грешката се отнася до грешка при измерване и традиционното му определение е разликата между резултата от измерването и истинската стойност на измерената стойност.Обикновено могат да бъдат разделени на две категории: систематични грешки и случайни грешки.Грешката съществува обективно и трябва да е определена стойност, но тъй като истинската стойност в повечето случаи не е известна, истинската грешка не може да бъде известна точно.Ние просто търсим най-доброто приближение на истинската стойност при определени условия и я наричаме конвенционална истинна стойност.
Чрез разбирането на концепцията можем да видим, че има главно следните разлики между несигурността на измерването и грешката на измерване:
1. Разлики в целите на оценката:
Несигурността на измерването има за цел да покаже разсейването на измерената стойност;
Целта на грешката при измерване е да покаже степента, до която резултатите от измерването се отклоняват от истинската стойност.
2. Разликата между резултатите от оценката:
Несигурността на измерването е параметър без знак, изразен чрез стандартно отклонение или кратни на стандартното отклонение или полуширината на доверителния интервал.Оценява се от хора въз основа на информация като експерименти, данни и опит.Може да се определи количествено чрез два вида методи за оценка, А и Б. ;
Грешката на измерване е стойност с положителен или отрицателен знак.Стойността му е резултатът от измерването минус измерената истинска стойност.Тъй като истинската стойност е неизвестна, тя не може да бъде получена точно.Когато се използва конвенционалната истинска стойност вместо истинската стойност, може да се получи само приблизителната стойност.
3. Разликата на влияещите фактори:
Несигурността на измерването се получава от хората чрез анализ и оценка, така че е свързана с разбирането на хората за измерваната величина, влияеща върху количеството и процеса на измерване;
Грешките в измерването съществуват обективно, не се влияят от външни фактори и не се променят с разбирането на хората;
Следователно, когато се извършва анализ на несигурността, различните влияещи фактори трябва да бъдат напълно взети предвид и оценката на несигурността трябва да бъде проверена.В противен случай, поради недостатъчен анализ и оценка, изчислената несигурност може да бъде голяма, когато резултатът от измерването е много близък до истинската стойност (т.е. грешката е малка), или дадената несигурност може да бъде много малка, когато грешката на измерването е действителна голям.
4. Разлики по природа:
Обикновено не е необходимо да се разграничават свойствата на неопределеността на измерването и компонентите на неопределеността.Ако трябва да бъдат разграничени, те трябва да бъдат изразени като: „компоненти на несигурност, въведени от случайни ефекти“ и „компоненти на несигурност, въведени от системни ефекти“;
Грешките при измерване могат да бъдат разделени на случайни грешки и систематични грешки според техните свойства.По дефиниция както случайните грешки, така и систематичните грешки са идеални понятия в случай на безкрайно много измервания.
5. Разликата между корекцията на резултатите от измерването:
Самият термин "несигурност" предполага оценима стойност.Не се отнася до конкретна и точна стойност на грешката.Въпреки че може да се оцени, не може да се използва за коригиране на стойността.Несигурността, въведена от несъвършените корекции, може да се разглежда само в несигурността на коригираните резултати от измерването.
Ако прогнозната стойност на системната грешка е известна, резултатът от измерването може да бъде коригиран, за да се получи коригираният резултат от измерването.
След като дадена величина бъде коригирана, тя може да се доближи до истинската стойност, но нейната неопределеност не само не намалява, но понякога става по-голяма.Това е главно защото не можем да знаем точно колко е истинската стойност, а можем само да оценим степента, в която резултатите от измерването са близки или далеч от истинската стойност.
Въпреки че несигурността и грешката на измерване имат горните разлики, те все още са тясно свързани.Концепцията за несигурност е прилагането и разширяването на теорията на грешките, а анализът на грешките все още е теоретичната основа за оценка на несигурността на измерването, особено когато се оценяват компоненти от тип B, анализът на грешките е неделим.Например, характеристиките на средствата за измерване могат да бъдат описани от гледна точка на максимална допустима грешка, грешка на показанията и т.н. Пределната стойност на допустимата грешка на средството за измерване, посочена в техническите спецификации и наредби, се нарича "максимално допустима грешка" или „лимит на допустима грешка“.Това е допустимият обхват на грешката на индикацията, посочена от производителя за определен тип уред, а не действителната грешка на определен уред.Максимално допустимата грешка на измервателния уред може да бъде намерена в ръководството за уреда и се изразява със знак плюс или минус, когато е изразена като числова стойност, обикновено изразена в абсолютна грешка, относителна грешка, референтна грешка или комбинация от тях.Например±0,1PV,±1% и т.н. Максимално допустимата грешка на измервателния уред не е неопределеността на измерването, но може да се използва като основа за оценка на неопределеността на измерването.Несигурността, въведена от измервателния уред в резултата от измерването, може да бъде оценена според максимално допустимата грешка на уреда съгласно метода за оценка от тип B.Друг пример е разликата между показанието на измервателния уред и договорената истинска стойност на съответния вход, което е грешката на показанието на измервателния уред.За физически измервателни инструменти посочената стойност е номиналната им стойност.Обикновено стойността, предоставена или възпроизведена от стандарт за измерване от по-високо ниво, се използва като съгласувана истинска стойност (често наричана стойност за калибриране или стандартна стойност).При работата по проверката, когато разширената неопределеност на стандартната стойност, дадена от стандарта за измерване, е 1/3 до 1/10 от максимално допустимата грешка на тествания уред и грешката на индикацията на тествания уред е в рамките на определената максимално допустима грешка , може да се оцени като квалифицирана.
Време на публикуване: 10 август 2023 г
