Нявызначанасць і памылка вымярэння — гэта асноўныя палажэнні, якія вывучаюцца ў метралогіі, а таксама адно з важных паняццяў, якія часта выкарыстоўваюцца метралагічнымі тэсціроўшчыкамі. Яны непасрэдна звязаны з надзейнасцю вынікаў вымярэнняў, а таксама дакладнасцю і паслядоўнасцю перадачы значэнняў. Аднак многія людзі лёгка блытаюць або няправільна выкарыстоўваюць гэтыя два паняцці з-за незразумелых паняццяў. Гэты артыкул спалучае вопыт вывучэння «Ацэнкі і выражэння нявызначанасці вымярэнняў», каб засяродзіцца на адрозненнях паміж імі. Першае, што трэба ўдакладніць, — гэта канцэптуальнае адрозненне паміж нявызначанасцю вымярэння і памылкай.
Нявызначанасць вымярэння характарызуе ацэнку дыяпазону значэнняў, у якім знаходзіцца сапраўднае значэнне вымеранай велічыні.Ён паказвае інтэрвал, у які можа трапляць сапраўднае значэнне ў адпаведнасці з пэўнай верагоднасцю даверу. Гэта можа быць стандартнае адхіленне або яго кратныя, або паўшырыня інтэрвалу, якая паказвае ўзровень даверу. Гэта не канкрэтная сапраўдная памылка, яна проста колькасна выражае частку дыяпазону памылак, якую нельга выправіць у выглядзе параметраў. Яна атрымліваецца з недасканалай карэкцыі выпадковых эфектаў і сістэматычных эфектаў і з'яўляецца параметрам дысперсіі, які выкарыстоўваецца для характарыстыкі вымераных значэнняў, якія абгрунтавана прызначаны. Нявызначанасць падзяляецца на два тыпы кампанентаў ацэнкі, А і В, у залежнасці ад метаду іх атрымання. Кампанент ацэнкі тыпу А - гэта ацэнка нявызначанасці, зробленая шляхам статыстычнага аналізу шэрагаў назіранняў, а кампанент ацэнкі тыпу В ацэньваецца на аснове вопыту або іншай інфармацыі, і мяркуецца, што існуе кампанент нявызначанасці, прадстаўлены прыблізным "стандартным адхіленнем".
У большасці выпадкаў пад памылкай разумеецца памылка вымярэння, і яе традыцыйнае вызначэнне — гэта розніца паміж вынікам вымярэння і сапраўдным значэннем вымеранай велічыні.Звычайна памылкі можна падзяліць на дзве катэгорыі: сістэматычныя памылкі і выпадковыя памылкі. Памылка існуе аб'ектыўна, і яна павінна быць пэўным значэннем, але паколькі сапраўднае значэнне ў большасці выпадкаў невядомае, сапраўдную памылку нельга ведаць дакладна. Мы проста шукаем найлепшае набліжэнне да значэння праўдзівасці пры пэўных умовах і называем яго звычайным значэннем праўдзівасці.
Разумеючы гэтую канцэпцыю, мы бачым, што паміж нявызначанасцю вымярэння і памылкай вымярэння існуюць наступныя асноўныя адрозненні:
1. Розніца ў мэтах ацэнкі:
Нявызначанасць вымярэння прызначана для паказу роскіду вымеранага значэння;
Мэта памылкі вымярэння — паказаць ступень адхілення вынікаў вымярэння ад сапраўднага значэння.
2. Розніца паміж вынікамі ацэнкі:
Нявызначанасць вымярэння — гэта параметр без знака, які выражаецца стандартным адхіленнем або кратнымі стандартнаму адхіленню, альбо паўшырынёй давернага інтэрвалу. Яна ацэньваецца людзьмі на аснове такой інфармацыі, як эксперыменты, дадзеныя і вопыт. Колькасна яе можна вызначыць двума тыпамі метадаў ацэнкі: А і Б.
Памылка вымярэння — гэта значэнне з дадатным або адмоўным знакам. Яе значэнне роўнае выніку вымярэння мінус вымеранае сапраўднае значэнне. Паколькі сапраўднае значэнне невядомае, яго нельга атрымаць дакладна. Калі замест сапраўднага значэння выкарыстоўваецца агульнапрынятае сапраўднае значэнне, можна атрымаць толькі ацэначнае значэнне.
3. Розніца фактараў уплыву:
Нявызначанасць вымярэння атрымліваецца людзьмі шляхам аналізу і ацэнкі, таму яна звязана з разуменнем людзьмі вымяранай велічыні, уплывае на велічыню і працэс вымярэння;
Памылкі вымярэння існуюць аб'ектыўна, не залежаць ад знешніх фактараў і не змяняюцца ў залежнасці ад разумення людзьмі;
Такім чынам, пры правядзенні аналізу нявызначанасці неабходна ў поўнай меры ўлічваць розныя фактары ўплыву і правяраць ацэнку нявызначанасці. У адваротным выпадку, з-за недастатковага аналізу і ацэнкі, ацэненая нявызначанасць можа быць вялікай, калі вынік вымярэння вельмі блізкі да сапраўднага значэння (г.зн. памылка малая), або зададзеная нявызначанасць можа быць вельмі малой, калі памылка вымярэння насамрэч вялікая.
4. Адрозненні па характары:
Звычайна няма неабходнасці адрозніваць уласцівасці нявызначанасці вымярэння і кампанентаў нявызначанасці. Калі іх трэба адрозніваць, іх варта выразіць як: «кампаненты нявызначанасці, уведзеныя выпадковымі эфектамі» і «кампаненты нявызначанасці, уведзеныя сістэмнымі эфектамі»;
Памылкі вымярэнняў можна падзяліць на выпадковыя і сістэматычныя ў залежнасці ад іх уласцівасцей. Па вызначэнні, як выпадковыя, так і сістэматычныя памылкі з'яўляюцца ідэальнымі паняццямі ў выпадку бясконцай колькасці вымярэнняў.
5. Розніца паміж карэкцыяй вынікаў вымярэнняў:
Сам тэрмін «нявызначанасць» мае на ўвазе ацэначнае значэнне. Ён не адносіцца да канкрэтнага і дакладнага значэння памылкі. Нягледзячы на тое, што яго можна ацаніць, яго нельга выкарыстоўваць для карэкцыі значэння. Нявызначанасць, унесеная недасканалымі карэкцыямі, можа ўлічвацца толькі ў нявызначанасці скарэкціраваных вынікаў вымярэнняў.
Калі вядома разліковае значэнне памылкі сістэмы, вынік вымярэння можна скарэктаваць, каб атрымаць адкарэктаваны вынік вымярэння.
Пасля карэкцыі велічыні яна можа быць бліжэй да сапраўднага значэння, але яе нявызначанасць не толькі не памяншаецца, але часам становіцца большай. Гэта адбываецца галоўным чынам таму, што мы не можам дакладна ведаць, наколькі роўнае сапраўднае значэнне, а можам толькі ацаніць ступень, у якой вынікі вымярэнняў блізкія да сапраўднага значэння або адхіляюцца ад яго.
Нягледзячы на вышэйзгаданыя адрозненні паміж нявызначанасцю вымярэння і памылкай, яны ўсё яшчэ цесна звязаны. Паняцце нявызначанасці з'яўляецца прымяненнем і пашырэннем тэорыі памылак, а аналіз памылак па-ранейшаму з'яўляецца тэарэтычнай асновай для ацэнкі нявызначанасці вымярэння, асабліва пры ацэнцы кампанентаў тыпу B, аналіз памылак непадзельны. Напрыклад, характарыстыкі вымяральных прыбораў можна апісаць з пункту гледжання максімальна дапушчальнай памылкі, памылкі паказання і г.д. Гранічнае значэнне дапушчальнай памылкі вымяральнага прыбора, указанае ў тэхнічных спецыфікацыях і правілах, называецца "максімальна дапушчальнай памылкай" або "граніцай дапушчальнай памылкі". Гэта дапушчальны дыяпазон памылкі паказання, указаны вытворцам для пэўнага тыпу прыбора, а не фактычная памылка пэўнага прыбора. Максімальна дапушчальная памылка вымяральнага прыбора можа быць знойдзена ў інструкцыі па эксплуатацыі прыбора і выражаецца са знакам плюс або мінус, калі выражаецца ў выглядзе лікавага значэння, звычайна выражаецца ў абсалютнай памылцы, адноснай памылцы, эталоннай памылцы або іх спалучэнні. Напрыклад, ±0,1PV, ±1% і г.д. Максімальна дапушчальная памылка вымяральнага прыбора не з'яўляецца нявызначанасцю вымярэння, але яна можа быць выкарыстана ў якасці асновы для ацэнкі нявызначанасці вымярэння. Нявызначанасць, унесеная вымяральным прыборам у вынік вымярэння, можа быць ацэнена ў адпаведнасці з максімальна дапушчальнай памылкай прыбора згодна з метадам ацэнкі тыпу B. Іншым прыкладам з'яўляецца розніца паміж значэннем паказання вымяральнага прыбора і ўзгодненым сапраўдным значэннем адпаведнага ўваходнага данага, якое з'яўляецца памылкай паказання вымяральнага прыбора. Для фізічных вымяральных інструментаў паказаным значэннем з'яўляецца яго намінальнае значэнне. Звычайна ў якасці ўзгодненага сапраўднага значэння выкарыстоўваецца значэнне, прадстаўленае або прайграванае эталонам вышэйшага ўзроўню (часта называецца калібравальным значэннем або стандартным значэннем). Пры праверцы, калі пашыраная нявызначанасць стандартнага значэння, зададзенага эталонам, складае ад 1/3 да 1/10 ад максімальна дапушчальнай памылкі праверанага прыбора, а памылка паказання праверанага прыбора знаходзіцца ў межах зададзенай максімальна дапушчальнай памылкі, яго можна лічыць кваліфікаваным.
Час публікацыі: 10 жніўня 2023 г.
