Vead on mõõtmistulemuste kõrvalekalded suuruse tegelikust väärtusest. Tegeliku väärtuse saab kindlaks teha ainult arvukate mõõtmiste abil. Praktikas on seda võimatu rakendada.
Hälvete analüüsimisel loetakse tegelikule väärtusele lähim väärtus mõõdetud väärtuse tegelikuks väärtuseks. See saadakse ülitäpsete mõõteriistade ja meetodite abil. Mõõtmiste mugavuse huvides, et tagada kõrvalekallete kõrvaldamise võimalus, kasutatakse erinevaid vigade klassifikatsioone. Mõelge peamistele rühmadele.
Väljendusmeetod
Kui selle alusel klassifitseerida mõõtevahendite vead, saame eristada:
- Absoluutsed kõrvalekalded. Neid väljendatakse mõõdetava koguse ühikutes.
- Suhteline hälve. Seda väljendatakse absoluutvea ja mõõtetulemuse või mõõdetava suuruse tegeliku väärtuse suhtena.
- Vähendatud kõrvalekalle. See on väljendatud suhteline vigamõõteriista absoluuthälbe ja konstantse näitajana võetud väärtuse suhe vastava mõõte kogu ulatuses. Tema valik põhineb GOST 8.009-84.
Paljude mõõtevahendite jaoks on kehtestatud täpsusklass. Antud viga sisestatakse seetõttu, et suhteline väärtus iseloomustab hälvet ainult skaala kindlas punktis ja sõltub mõõdetava väärtuse parameetrist.
Tingimused ja allikad
Nende kriteeriumide järgi vigade klassifitseerimisel eristatakse peamisi ja lisahälbeid.
Esimesed on mõõtevahendite vead tavalistes kasutustingimustes. Peamised kõrvalekalded on tingitud teisendusfunktsiooni ebatäiuslikkusest, seadmete omaduste ebatäiuslikkusest. Need kajastavad erinevust seadme tegeliku tavatingimustes teisendusfunktsiooni ja nominaalse (määrusdokumentides (tehnilised tingimused, standardid jne) kehtestatud) vahel.
Täiendavad vead ilmnevad siis, kui väärtus erineb normväärtusest või ületab normaliseeritud ala piire.
Tavalised tingimused
Normatiivses dokumentatsioonis on määratletud järgmised normaalsed parameetrid:
- Õhutemperatuur 20±5 kraadi.
- Suhteline õhuniiskus 65±15%.
- Võrgupinge 220±4, 4 V.
- Toitesagedus 50±1 Hz.
- Magnet- ega elektriväljad puuduvad.
- Seadme horisontaalne asend hälbega ±2 kraadi.
Täpsusklass
Hälvete tolerantsi piire saab väljendada suhtelise, absoluutse või vähendatud veana. Selleks, et oleks võimalik valida sobivaim mõõtevahend, tehakse võrdlus nende üldistatud tunnuse - täpsusklassi - järgi. Reeglina on see lubatud põhi- ja lisahälbete piir.
Täpsusklass võimaldab mõista sama tüüpi mõõtevahendite vigade piire. Siiski ei saa seda pidada iga sellise seadmega tehtud mõõtmiste täpsuse otseseks näitajaks. Fakt on see, et mõõtmisvigade klassifitseerimist mõjutavad ka muud tegurid (tingimused, meetod jne). Seda asjaolu tuleb mõõtevahendi valimisel arvestada sõltuv alt katse jaoks määratud täpsusest.
Täpsusklassi väärtus kajastub tehnilistes tingimustes, standardites või muudes regulatiivsetes dokumentides. Nõutav parameeter valitakse standardvahemikust. Näiteks elektromehaaniliste seadmete puhul peetakse normatiivseteks järgmisi väärtusi: 0, 05, 0, 1, 0, 2 jne.
Teades mõõtevahendi täpsusklassi väärtust, saate leida absoluuthälbe lubatud väärtuse mõõtepiirkonna kõikide osade jaoks. Näidik rakendatakse tavaliselt otse seadme skaalale.
Muutuse olemus
Seda funktsiooni kasutatakse süstemaatiliste vigade klassifitseerimisel. Need kõrvalekalded jäävadkonstantne või muutuda vastav alt teatud mustritele mõõtmiste tegemisel. Määrake selles klassifikatsioonis ja süstemaatilise iseloomuga veatüübid. Nende hulka kuuluvad: instrumentaalsed, subjektiivsed, metodoloogilised ja muud kõrvalekalded.
Kui süstemaatiline viga läheneb nullile, nimetatakse seda olukorda korrektsuseks.
Mõõtmisvigade klassifikatsioonis metroloogias eristatakse ka juhuslikke hälbeid. Nende esinemist ei saa ennustada. Juhuslikud vead ei ole vastutavad; neid ei saa mõõtmisprotsessist välja jätta. Juhuslikud vead mõjutavad oluliselt uurimistulemusi. Kõrvalekaldeid saab vähendada korduvate mõõtmistega koos järgneva tulemuste statistilise töötlemisega. Teisisõnu, korduvatel manipulatsioonidel saadud keskmine väärtus on tegelikule parameetrile lähemal kui ühe mõõtmise tulemusel saadud väärtus. Kui juhuslik hälve on nullilähedane, räägivad nad mõõteseadme näitajate lähenemisest.
Teine vigade rühm klassifikatsioonis – möödalaskmised. Need on reeglina seotud operaatori tehtud vigadega või välistegurite mõjuga, mida ei arvestata. Mõõtmistulemustest jäetakse tavaliselt möödalaskmised välja, neid ei võeta saadud andmete töötlemisel arvesse.
Sõltuvus suurusjärgust
Hälve ei pruugi sõltuda mõõdetud parameetrist ega olla sellega võrdeline. Vastav alt sellele on metroloogia vigade klassifitseerimisel aditiivne jakorduvad kõrvalekalded.
Viimaseid nimetatakse ka tundlikkuse vigadeks. Lisahälbed ilmnevad tavaliselt võtete, tugede vibratsiooni, hõõrdumise ja müra tõttu. Korrutav viga on seotud mõõtevahendite üksikute osade reguleerimise ebatäiuslikkusega. Seda võivad omakorda põhjustada mitmesugused põhjused, sealhulgas füüsilised ja seadmete vananemine.
Omaduste normaliseerimine
See viiakse läbi sõltuv alt sellest, milline kõrvalekalle on oluline. Kui aditiivne viga on oluline, siis piirnorm normaliseeritakse vähendatud hälbe kujul, kui see on kordav, kasutatakse muutuse suhtelise suuruse valemit.
See on normaliseerimismeetod, mille puhul mõlemad näitajad on võrreldavad, see tähendab, et lubatud peamise erinevuse piir on väljendatud kaheliikmelises valemis. Seetõttu koosneb täpsusklassi näitaja ka 2 arvust c ja d protsentides, mis on eraldatud kaldkriipsuga. Näiteks 0,2/0,01. Esimene number näitab suhtelist viga tavatingimustes. Teine näitaja iseloomustab selle suurenemist X-i väärtuse suurenemisega, st peegeldab aditiivse vea mõju.
Mõõdetud indikaatori muutuste dünaamika
Praktikas kasutatakse vigade klassifikatsiooni, mis peegeldab mõõdetava koguse muutuste olemust. See hõlmab kõrvalekallete eraldamist:
- Staatiliseks. Sellised vead tekivad mõõtmisel aeglaselt muutuva võiei muutu üldse.
- Dünaamiline. Need ilmuvad ajas kiiresti muutuvate füüsikaliste suuruste mõõtmisel.
Dünaamiline hälve on tingitud seadme inertsist.
Halbade hindamise funktsioonid
Kaasaegsed lähenemisviisid vigade analüüsimisel ja klassifitseerimisel lähtuvad põhimõtetest, mis tagavad mõõtmiste ühtsuse nõuete täitmise.
Hindamise ja uurimistöö eesmärkide saavutamiseks kirjeldatakse kõrvalekallet mudeli abil (juhuslik, instrumentaalne, metoodiline jne). See määratleb omadused, mida saab kasutada vea omaduste kvantifitseerimiseks. Infotöötluse käigus on vaja leida selliste tunnuste hinnangud.
Mudel valitakse, võttes arvesse selle allikate andmeid, sealhulgas katse käigus saadud andmeid. Mudelid jagunevad mittedeterministlikeks (juhuslikeks) ja deterministlikeks. Viimased sobivad vastav alt süstemaatiliste kõrvalekallete korral.
Juhusliku vea üldmudel on väärtus, mis rakendab tõenäosusjaotuse funktsiooni. Hälbeomadused jagunevad sel juhul intervallideks ja punktideks. Mõõtmistulemuste vea kirjeldamisel kasutatakse tavaliselt intervalli parameetreid. See tähendab, et piirid, mille piires kõrvalekallet saab paikneda, on määratletud teatud tõenäosusele vastavatena. Sellises olukorras nimetatakse piire usalduseks ja tõenäosust vastav alt usalduseks.
Punktkarakteristikuid kasutatakse juhtudel, kui hälbe usalduspiiride hindamiseks puudub vajadus või võimalus.
Hindamispõhimõtted
Halbade hinnangute valimisel kasutatakse järgmisi sätteid:
- Iseloomustatakse valitud mudeli üksikuid parameetreid ja omadusi. See on tingitud asjaolust, et hälbemudelitel on keeruline struktuur. Nende kirjeldamiseks kasutatakse palju parameetreid. Nende määramine on sageli väga raske ja mõnes olukorras isegi võimatu. Lisaks sisaldab mudeli täielik kirjeldus paljudel juhtudel üleliigset teavet, samas kui üksikute omaduste tundmisest piisab ülesannete elluviimiseks ja katse eesmärkide saavutamiseks.
- Hälvete hinnangud on määratud ligikaudselt. Karakteristikute täpsus on kooskõlas mõõtmiste eesmärgiga. See on tingitud asjaolust, et viga iseloomustab ainult tulemuse määramatuse tsooni ja selle lõplikku täpsust pole vaja.
- Parem on hälbega liialdada kui alahinnata. Esimesel juhul langeb mõõtmise kvaliteet, teisel juhul on tõenäoline saadud tulemuste täielik amortisatsioon.
Hinda vead enne või pärast mõõtmist. Esimesel juhul nimetatakse seda a priori, teisel - a posteriori.
