Neistota a chyba merania sú základnými návrhmi študovanými v metrológii a tiež jedným z dôležitých pojmov, ktoré často používajú metrológovia.Priamo súvisí so spoľahlivosťou výsledkov merania a presnosťou a konzistentnosťou prenosu hodnoty.Mnoho ľudí si však tieto dve veci ľahko pomýli alebo zneužije kvôli nejasným pojmom.Tento článok kombinuje skúsenosti zo štúdia „Hodnotenie a vyjadrenie neistoty merania“, aby sa zameral na rozdiely medzi nimi.Prvá vec, ktorú je potrebné objasniť, je koncepčný rozdiel medzi neistotou merania a chybou.
Neistota merania charakterizuje vyhodnotenie rozsahu hodnôt, v ktorom leží skutočná hodnota nameranej hodnoty.Udáva interval, v ktorom môže klesnúť skutočná hodnota podľa určitej pravdepodobnosti spoľahlivosti.Môže to byť štandardná odchýlka alebo jej násobky alebo polovičná šírka intervalu označujúca úroveň spoľahlivosti.Nie je to konkrétna skutočná chyba, len kvantitatívne vyjadruje časť rozsahu chýb, ktorú nemožno korigovať vo forme parametrov.Je odvodený od nedokonalej korekcie náhodných účinkov a systematických účinkov a je rozptylovým parametrom používaným na charakterizáciu nameraných hodnôt, ktoré sú primerane priradené.Neistota je rozdelená do dvoch typov hodnotiacich zložiek A a B podľa spôsobu ich získania.Zložka hodnotenia typu A je hodnotenie neistoty vykonané prostredníctvom štatistickej analýzy sérií pozorovaní a zložka hodnotenia typu B sa odhaduje na základe skúseností alebo iných informácií a predpokladá sa, že existuje zložka neistoty reprezentovaná približnou „štandardnou odchýlkou“.
Vo väčšine prípadov sa chyba vzťahuje na chybu merania a jej tradičná definícia je rozdiel medzi výsledkom merania a skutočnou hodnotou nameranej hodnoty.Zvyčajne sa dajú rozdeliť do dvoch kategórií: systematické chyby a náhodné chyby.Chyba objektívne existuje a mala by byť definitívna, ale keďže skutočná hodnota nie je vo väčšine prípadov známa, skutočnú chybu nemožno presne poznať.Len hľadáme najlepšiu aproximáciu pravdivostnej hodnoty za určitých podmienok a nazývame ju konvenčnou pravdivostnou hodnotou.
Prostredníctvom pochopenia tohto konceptu môžeme vidieť, že medzi neistotou merania a chybou merania existujú najmä tieto rozdiely:
1. Rozdiely v účeloch hodnotenia:
Neistota merania je určená na označenie rozptylu nameranej hodnoty;
Účelom chyby merania je uviesť, do akej miery sa výsledky merania líšia od skutočnej hodnoty.
2. Rozdiel medzi výsledkami hodnotenia:
Neistota merania je parameter bez znamienka vyjadrený štandardnou odchýlkou alebo násobkami štandardnej odchýlky alebo polovičnou šírkou intervalu spoľahlivosti.Hodnotia ho ľudia na základe informácií, ako sú experimenty, údaje a skúsenosti.Dá sa kvantitatívne určiť dvoma typmi metód hodnotenia, A a B. ;
Chyba merania je hodnota s kladným alebo záporným znamienkom.Jeho hodnota je výsledkom merania mínus nameraná skutočná hodnota.Keďže skutočná hodnota nie je známa, nemožno ju presne získať.Keď sa namiesto skutočnej hodnoty použije konvenčná skutočná hodnota, možno získať iba odhadovanú hodnotu.
3. Rozdiel ovplyvňujúcich faktorov:
Neistotu merania získavajú ľudia analýzou a hodnotením, takže súvisí s tým, ako ľudia chápu meranú veličinu, ovplyvňujúcu kvantitu a proces merania;
Chyby merania existujú objektívne, nie sú ovplyvnené vonkajšími faktormi a nemenia sa podľa chápania ľudí;
Preto by sa pri vykonávaní analýzy neistoty mali plne zvážiť rôzne ovplyvňujúce faktory a malo by sa overiť vyhodnotenie neistoty.V opačnom prípade môže byť odhadovaná neistota v dôsledku nedostatočnej analýzy a odhadu veľká, keď je výsledok merania veľmi blízky skutočnej hodnote (to znamená, že chyba je malá), alebo môže byť daná neistota veľmi malá, keď je chyba merania skutočne veľký.
4. Rozdiely podľa povahy:
Vo všeobecnosti nie je potrebné rozlišovať vlastnosti neistoty merania a zložky neistoty.Ak je potrebné ich rozlíšiť, mali by byť vyjadrené ako: „zložky neistoty zavedené náhodnými účinkami“ a „zložky neistoty zavedené systémovými účinkami“;
Chyby merania možno podľa vlastností rozdeliť na náhodné chyby a systematické chyby.Podľa definície sú náhodné chyby aj systematické chyby ideálnymi konceptmi v prípade nekonečne mnohých meraní.
5. Rozdiel medzi korekciou výsledkov merania:
Samotný pojem „neistota“ znamená odhadnuteľnú hodnotu.Neodkazuje na konkrétnu a presnú hodnotu chyby.Hoci sa dá odhadnúť, nedá sa použiť na opravu hodnoty.Neistota spôsobená nedokonalými korekciami môže byť zohľadnená len v neistote opravených výsledkov merania.
Ak je známa odhadovaná hodnota systémovej chyby, výsledok merania možno opraviť, aby sa získal opravený výsledok merania.
Po korekcii magnitúdy môže byť bližšie k skutočnej hodnote, ale jej neistota sa nielenže nezníži, ale niekedy sa zväčší.Je to hlavne preto, že nemôžeme presne vedieť, koľko je skutočná hodnota, ale môžeme len odhadnúť, do akej miery sú výsledky merania blízke alebo vzdialené od skutočnej hodnoty.
Hoci neistota merania a chyba majú vyššie uvedené rozdiely, stále spolu úzko súvisia.Koncept neistoty je aplikáciou a rozšírením teórie chýb a analýza chýb je stále teoretickým základom pre hodnotenie neistoty merania, najmä pri odhadovaní komponentov typu B, analýza chýb je neoddeliteľná.Napríklad vlastnosti meradiel možno opísať ako najväčšia dovolená chyba, chyba indikácie a pod. Hraničná hodnota dovolenej chyby meracieho prístroja uvedená v technických špecifikáciách a predpisoch sa nazýva „najväčšia dovolená chyba“ resp. „povolený limit chýb“.Je to prípustný rozsah chyby indikácie špecifikovaný výrobcom pre určitý typ prístroja, nie skutočná chyba určitého prístroja.Najväčšiu prípustnú chybu meracieho prístroja nájdete v príručke k prístroju a vyjadruje sa znamienkom plus alebo mínus, ak je vyjadrená ako číselná hodnota, zvyčajne vyjadrená v absolútnej chybe, relatívnej chybe, referenčnej chybe alebo ich kombinácii.Napríklad ± 0,1 PV, ± 1 % atď. Maximálna dovolená chyba meracieho prístroja nie je neistota merania, ale môže sa použiť ako základ pre vyhodnotenie neistoty merania.Neistotu vnesenú meracím prístrojom do výsledku merania možno vyhodnotiť podľa maximálnej dovolenej chyby prístroja podľa metódy hodnotenia typu B.Ďalším príkladom je rozdiel medzi indikačnou hodnotou meracieho prístroja a dohodnutou skutočnou hodnotou zodpovedajúceho vstupu, čo je indikačná chyba meracieho prístroja.Pre fyzické meracie nástroje je uvedená hodnota jeho nominálna hodnota.Zvyčajne sa ako dohodnutá skutočná hodnota (často nazývaná kalibračná hodnota alebo štandardná hodnota) používa hodnota poskytnutá alebo reprodukovaná meracím štandardom vyššej úrovne.Pri overovacích prácach, keď rozšírená neistota etalónovej hodnoty udávaná etalónom je 1/3 až 1/10 najväčšej dovolenej chyby skúšaného meradla a indikačná chyba skúšaného meradla je v rámci určenej maximálnej dovolenej chyby. chyba , možno ju posúdiť ako kvalifikovanú.
Čas odoslania: 10. august 2023
