ההבדל באי ודאות המדידה ושגיאת המדידה

אי ודאות וטעות מדידה הן הצעות בסיסיות הנלמדות במטרולוגיה, וגם אחד המושגים החשובים המשמשים לעתים קרובות על ידי בודקי מטרולוגיה.זה קשור ישירות לאמינות תוצאות המדידה ולדיוק והעקביות של העברת הערך.עם זאת, אנשים רבים מבלבלים בקלות או משתמשים לרעה בין השניים עקב מושגים לא ברורים.מאמר זה משלב את הניסיון של לימוד "הערכה וביטוי של אי ודאות מדידה" כדי להתמקד בהבדלים בין השניים.הדבר הראשון שצריך להיות ברור הוא ההבדל הרעיוני בין אי ודאות מדידה לטעות.

אי ודאות מדידה מאפיינת את הערכת טווח הערכים בו טמון הערך האמיתי של הערך הנמדד.זה נותן את המרווח שבו הערך האמיתי עשוי ליפול לפי הסתברות ביטחון מסוימת.זה יכול להיות סטיית התקן או כפולות שלה, או חצי הרוחב של המרווח המציין את רמת הביטחון.זו לא שגיאה אמיתית ספציפית, היא רק מבטאת באופן כמותי את החלק של טווח השגיאות שלא ניתן לתקן בצורה של פרמטרים.הוא נגזר מהתיקון הלא מושלם של השפעות מקריות והשפעות שיטתיות, והוא פרמטר פיזור המשמש לאפיון הערכים הנמדדים המוקצים באופן סביר.אי הוודאות מתחלקת לשני סוגים של מרכיבי הערכה, א' ו-ב', לפי שיטת השגתם.מרכיב הערכה מסוג א' הוא הערכת אי הוודאות הנעשית באמצעות ניתוח סטטיסטי של סדרות תצפית, ומרכיב הערכה מסוג ב' נאמד על סמך ניסיון או מידע אחר, וההנחה היא שקיים מרכיב אי ודאות המיוצג על ידי "סטיית תקן" משוערת.

ברוב המקרים, שגיאה מתייחסת לשגיאת מדידה, והגדרתה המסורתית היא ההפרש בין תוצאת המדידה לערך האמיתי של הערך הנמדד.בדרך כלל ניתן לחלק לשתי קטגוריות: שגיאות שיטתיות ושגיאות מקריות.השגיאה קיימת באופן אובייקטיבי, והיא צריכה להיות ערך מוגדר, אך מכיוון שהערך האמיתי אינו ידוע ברוב המקרים, לא ניתן לדעת במדויק את השגיאה האמיתית.אנו פשוט מחפשים את הקירוב הטוב ביותר של ערך האמת בתנאים מסוימים, וקוראים לזה ערך האמת המקובל.

דרך הבנת המושג, אנו יכולים לראות שיש בעיקר את ההבדלים הבאים בין אי ודאות במדידה לבין טעות מדידה:

1. הבדלים במטרות הערכה:

אי ודאות המדידה נועדה להצביע על פיזור הערך הנמדד;

מטרת טעות המדידה היא לציין את המידה שבה תוצאות המדידה חורגות מהערך האמיתי.

2. ההבדל בין תוצאות ההערכה:

אי ודאות מדידה היא פרמטר ללא סימן המתבטא בסטיית תקן או כפולות של סטיית תקן או חצי הרוחב של רווח סמך.זה מוערך על ידי אנשים על סמך מידע כגון ניסויים, נתונים וניסיון.ניתן לקבוע אותו כמותית על ידי שני סוגים של שיטות הערכה, א' וב';

שגיאת המדידה היא ערך עם סימן חיובי או שלילי.ערכו הוא תוצאת המדידה פחות הערך האמיתי הנמדד.מכיוון שהערך האמיתי אינו ידוע, לא ניתן לקבלו במדויק.כאשר נעשה שימוש בערך האמיתי המקובל במקום הערך האמיתי, ניתן לקבל רק את הערך המשוער.

3. ההבדל בין גורמי ההשפעה:

אי ודאות מדידה מתקבלת על ידי אנשים באמצעות ניתוח והערכה, ולכן היא קשורה להבנתם של אנשים את מדד המדידה, המשפיעה על הכמות ועל תהליך המדידה;

טעויות מדידה קיימות באופן אובייקטיבי, אינן מושפעות מגורמים חיצוניים ואינן משתנות עם הבנתם של אנשים;

לכן, בעת ביצוע ניתוח אי ודאות, יש לשקול היטב גורמים משפיעים שונים, ולאמת את הערכת אי הוודאות.אחרת, עקב ניתוח והערכה לא מספקים, אי הוודאות המשוערת עשויה להיות גדולה כאשר תוצאת המדידה קרובה מאוד לערך האמיתי (כלומר, השגיאה קטנה), או שאי הוודאות הנתונה עשויה להיות קטנה מאוד כאשר טעות המדידה היא למעשה. גָדוֹל.

4. הבדלים מטבעם:

בדרך כלל מיותר להבחין בין מאפייני אי-ודאות המדידה לבין מרכיבי אי-ודאות.אם יש צורך להבחין ביניהם, יש לבטא אותם כ: "מרכיבי אי ודאות המוכנסים על ידי השפעות אקראיות" ו"מרכיבי אי ודאות המוכנסים על ידי השפעות מערכת";

ניתן לחלק טעויות מדידה לטעויות אקראיות ולשגיאות שיטתיות לפי תכונותיהן.בהגדרה, הן שגיאות אקראיות והן שגיאות שיטתיות הן מושגים אידיאליים במקרה של אינסוף מדידות.

5. ההבדל בין תיקון תוצאות המדידה:

המונח "אי ודאות" עצמו מרמז על ערך שניתן להעריך.זה לא מתייחס לערך שגיאה ספציפי ומדויק.למרות שניתן להעריך אותו, לא ניתן להשתמש בו כדי לתקן את הערך.ניתן להתייחס לאי הוודאות שהוכנסו על ידי תיקונים לא מושלמים רק באי הוודאות של תוצאות המדידה המתוקנות.

אם הערך המשוער של שגיאת המערכת ידוע, ניתן לתקן את תוצאת המדידה כדי לקבל את תוצאת המדידה המתוקנת.

לאחר תיקון גודל, הוא עשוי להיות קרוב יותר לערך האמיתי, אך חוסר הוודאות שלו לא רק שאינו פוחת, אלא לפעמים הוא הופך גדול יותר.זה בעיקר בגלל שאנחנו לא יכולים לדעת בדיוק כמה הוא הערך האמיתי, אלא רק לאמוד את המידה שבה תוצאות המדידה קרובות או רחוקות מהערך האמיתי.

למרות שלאי ודאות וטעות במדידה יש ​​את ההבדלים לעיל, הם עדיין קשורים קשר הדוק.מושג אי הוודאות הוא היישום וההרחבה של תורת השגיאות, וניתוח שגיאות הוא עדיין הבסיס התיאורטי להערכת אי ודאות המדידה, במיוחד כאשר מעריכים רכיבים מסוג B, ניתוח שגיאות אינו נפרד.לדוגמה, ניתן לתאר את המאפיינים של מכשירי המדידה במונחים של שגיאה מרבית המותרת, טעות חיווי וכו'. "מגבלת שגיאות מותרת".זהו הטווח המותר של שגיאת החיווי שצוין על ידי היצרן עבור סוג מסוים של מכשיר, לא השגיאה בפועל של מכשיר מסוים.את השגיאה המקסימלית המותרת של מכשיר מדידה ניתן למצוא במדריך המכשיר, והיא מבוטאת בסימן פלוס או מינוס כאשר היא מבוטאת כערך מספרי, בדרך כלל מתבטאת בשגיאה מוחלטת, בשגיאה יחסית, בשגיאת התייחסות או בשילוב ביניהם.למשל ±0.1PV,±1% וכו'. השגיאה המקסימלית המותרת של מכשיר המדידה אינה אי הוודאות המדידה, אלא היא יכולה לשמש כבסיס להערכת אי הוודאות המדידה.ניתן להעריך את אי הוודאות שמציג מכשיר המדידה בתוצאת המדידה לפי השגיאה המרבית המותרת של המכשיר לפי שיטת ההערכה מסוג B.דוגמה נוספת היא ההפרש בין ערך החיווי של מכשיר המדידה לבין הערך האמיתי המוסכם של הקלט המתאים, שהוא שגיאת החיווי של מכשיר המדידה.עבור כלי מדידה פיזיים, הערך המצוין הוא ערכו הנומינלי.בדרך כלל, הערך המסופק או משוחזר על ידי תקן מדידה ברמה גבוהה יותר משמש כערך האמיתי המוסכם (נקרא לעתים קרובות ערך כיול או ערך סטנדרטי).בעבודת האימות, כאשר אי הוודאות המורחבת של הערך התקני שניתן על ידי תקן המדידה היא 1/3 עד 1/10 מהשגיאה המקסימלית המותרת של המכשיר הנבדק, ושגיאת החיווי של המכשיר הנבדק היא בתוך המקסימום המותר שצוין שגיאה, ניתן לשפוט אותה כמתאימה.