Mērījumu nenoteiktība un kļūda ir metroloģijā pētītie pamatprincipi, un tie ir arī vieni no svarīgākajiem jēdzieniem, ko bieži izmanto metroloģijas testētāji. Tas ir tieši saistīts ar mērījumu rezultātu ticamību un vērtību pārraides precizitāti un konsekvenci. Tomēr daudzi cilvēki šos divus jēdzienus viegli jauc vai nepareizi lieto neskaidru jēdzienu dēļ. Šajā rakstā ir apvienota pieredze, kas gūta, pētot "Mērījumu nenoteiktības novērtēšanu un izteikšanu", lai koncentrētos uz atšķirībām starp abiem jēdzieniem. Pirmkārt, ir jānoskaidro konceptuālā atšķirība starp mērījumu nenoteiktību un kļūdu.
Mērījumu nenoteiktība raksturo vērtību diapazona novērtējumu, kurā atrodas izmērītās vērtības patiesā vērtība.Tas norāda intervālu, kurā patiesā vērtība var nonākt saskaņā ar noteiktu ticamības varbūtību. Tā var būt standartnovirze vai tās daudzkārtņi, vai arī intervāla puse no platuma, kas norāda ticamības līmeni. Tā nav konkrēta patiesā kļūda, tā tikai kvantitatīvi izsaka to kļūdu diapazona daļu, ko nevar labot parametru veidā. Tā ir atvasināta no nejaušu efektu un sistemātisku efektu nepilnīgas korekcijas, un ir izkliedes parametrs, ko izmanto, lai raksturotu pamatoti piešķirtās izmērītās vērtības. Nenoteiktība tiek iedalīta divu veidu novērtēšanas komponentos — A un B — atkarībā no to iegūšanas metodes. A tipa novērtēšanas komponents ir nenoteiktības novērtējums, kas veikts, izmantojot novērojumu rindu statistisko analīzi, un B tipa novērtēšanas komponents tiek aprēķināts, pamatojoties uz pieredzi vai citu informāciju, un tiek pieņemts, ka pastāv nenoteiktības komponents, ko attēlo aptuvena "standartnovirze".
Vairumā gadījumu kļūda attiecas uz mērījumu kļūdu, un tās tradicionālā definīcija ir starpība starp mērījuma rezultātu un izmērītās vērtības patieso vērtību.Parasti var iedalīt divās kategorijās: sistemātiskas kļūdas un nejaušas kļūdas. Kļūda pastāv objektīvi, un tai vajadzētu būt noteiktai vērtībai, bet, tā kā patiesā vērtība vairumā gadījumu nav zināma, patieso kļūdu nevar precīzi zināt. Mēs vienkārši meklējam labāko patiesās vērtības aproksimāciju noteiktos apstākļos un saucam to par tradicionālo patiesās vērtības vērtību.
Izprotot šo koncepciju, mēs varam redzēt, ka starp mērījumu nenoteiktību un mērījumu kļūdu galvenokārt pastāv šādas atšķirības:
1. Atšķirības novērtēšanas mērķos:
Mērījuma nenoteiktība ir paredzēta, lai norādītu uz izmērītās vērtības izkliedi;
Mērījumu kļūdas mērķis ir norādīt pakāpi, kādā mērījumu rezultāti atšķiras no patiesās vērtības.
2. Starpība starp novērtēšanas rezultātiem:
Mērījumu nenoteiktība ir neparakstīts parametrs, kas izteikts kā standartnovirze vai standartnovirzes daudzkārtņi, vai ticamības intervāla puse no platuma. To novērtē cilvēki, pamatojoties uz informāciju, piemēram, eksperimentiem, datiem un pieredzi. To var kvantitatīvi noteikt ar divu veidu novērtēšanas metodēm — A un B.
Mērījuma kļūda ir vērtība ar pozitīvu vai negatīvu zīmi. Tās vērtība ir mērījuma rezultāts mīnus izmērītā patiesā vērtība. Tā kā patiesā vērtība nav zināma, to nevar precīzi iegūt. Ja patiesās vērtības vietā tiek izmantota tradicionālā patiesā vērtība, var iegūt tikai aprēķināto vērtību.
3. Ietekmējošo faktoru atšķirība:
Mērījumu nenoteiktību cilvēki iegūst, veicot analīzi un novērtēšanu, tāpēc tā ir saistīta ar cilvēku izpratni par mērlielumu, ietekmējot lielumu un mērīšanas procesu;
Mērījumu kļūdas pastāv objektīvi, tās neietekmē ārēji faktori un nemainās līdz ar cilvēku izpratni;
Tāpēc, veicot nenoteiktības analīzi, pilnībā jāņem vērā dažādi ietekmējošie faktori un jāpārbauda nenoteiktības novērtējums. Pretējā gadījumā nepietiekamas analīzes un novērtējuma dēļ aprēķinātā nenoteiktība var būt liela, ja mērījumu rezultāts ir ļoti tuvs patiesajai vērtībai (tas ir, kļūda ir maza), vai arī sniegtā nenoteiktība var būt ļoti maza, ja mērījumu kļūda faktiski ir liela.
4. Atšķirības pēc būtības:
Parasti nav nepieciešams atšķirt mērījumu nenoteiktības un nenoteiktības komponentu īpašības. Ja tie ir jānošķir, tie jāizsaka kā: "nejaušas ietekmes radītās nenoteiktības komponentes" un "sistēmas ietekmes radītās nenoteiktības komponentes";
Mērījumu kļūdas pēc to īpašībām var iedalīt nejaušās kļūdās un sistemātiskās kļūdās. Pēc definīcijas gan nejaušās kļūdas, gan sistemātiskās kļūdas ir ideāli jēdzieni bezgalīgi daudzu mērījumu gadījumā.
5. Mērījumu rezultātu korekcijas starpība:
Pats termins "nenoteiktība" nozīmē novērtējamu vērtību. Tas neattiecas uz konkrētu un precīzu kļūdas vērtību. Lai gan to var novērtēt, to nevar izmantot vērtības koriģēšanai. Nenoteiktību, ko rada nepilnīgas korekcijas, var ņemt vērā tikai koriģēto mērījumu rezultātu nenoteiktībā.
Ja ir zināma sistēmas kļūdas paredzamā vērtība, mērījuma rezultātu var koriģēt, lai iegūtu koriģētu mērījuma rezultātu.
Pēc lieluma korekcijas tas var būt tuvāks patiesajai vērtībai, taču tā nenoteiktība ne tikai nesamazinās, bet dažreiz tā kļūst lielāka. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka mēs nevaram precīzi zināt, cik liela ir patiesā vērtība, bet varam tikai novērtēt, cik lielā mērā mērījumu rezultāti ir tuvu vai atšķirīgi no patiesās vērtības.
Lai gan mērījumu nenoteiktībai un kļūdai ir iepriekš minētās atšķirības, tās joprojām ir cieši saistītas. Nenoteiktības jēdziens ir kļūdu teorijas pielietojums un paplašināšana, un kļūdu analīze joprojām ir teorētiskais pamats mērījumu nenoteiktības novērtēšanai, īpaši, novērtējot B tipa komponentus, kļūdu analīze ir neatdalāma. Piemēram, mērinstrumentu raksturlielumus var aprakstīt ar maksimāli pieļaujamo kļūdu, rādījuma kļūdu utt. Tehniskajās specifikācijās un noteikumos norādīto mērinstrumenta pieļaujamās kļūdas robežvērtību sauc par "maksimāli pieļaujamo kļūdu" vai "pieļaujamo kļūdas robežu". Tas ir ražotāja noteikta veida instrumentam noteiktam rādījuma kļūdas pieļaujamais diapazons, nevis noteikta instrumenta faktiskā kļūda. Mērinstrumenta maksimāli pieļaujamo kļūdu var atrast instrumenta rokasgrāmatā, un, izsakot kā skaitlisku vērtību, tā tiek izteikta ar plusa vai mīnusa zīmi, parasti izteikta kā absolūtā kļūda, relatīvā kļūda, atsauces kļūda vai to kombinācija. Piemēram, ±0,1 PV, ±1% utt. Mērinstrumenta maksimāli pieļaujamā kļūda nav mērījumu nenoteiktība, bet to var izmantot kā pamatu mērījumu nenoteiktības novērtēšanai. Mērinstrumenta radīto nenoteiktību mērījumu rezultātā var novērtēt pēc instrumenta maksimāli pieļaujamās kļūdas, izmantojot B tipa novērtēšanas metodi. Cits piemērs ir starpība starp mērinstrumenta rādījuma vērtību un atbilstošā ieejas saskaņoto patieso vērtību, kas ir mērinstrumenta rādījuma kļūda. Fiziskām mērierīcēm norādītā vērtība ir tā nominālvērtība. Parasti par saskaņoto patieso vērtību tiek izmantota vērtība, ko sniedz vai atveido augstāka līmeņa mērījumu standarts (bieži saukta par kalibrēšanas vērtību vai standarta vērtību). Verifikācijas darbā, ja mērījumu standarta vērtības paplašinātā nenoteiktība, ko sniedz mērījumu standarts, ir no 1/3 līdz 1/10 no testējamā instrumenta maksimāli pieļaujamās kļūdas un testējamā instrumenta rādījuma kļūda ir noteiktās maksimāli pieļaujamās kļūdas robežās, to var uzskatīt par kvalificētu.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 10. augusts
