A mérési bizonytalanság és hiba a metrológiában tanulmányozott alapfeltevés, és egyben a metrológiai tesztelők által gyakran használt fontos fogalom.Közvetlenül összefügg a mérési eredmények megbízhatóságával és az értékátadás pontosságával, következetességével.Sokan azonban könnyen összekeverik vagy visszaélnek a kettővel a homályos fogalmak miatt.Ez a cikk a „Mérési bizonytalanság értékelése és kifejezése” tanulmányozásának tapasztalatait egyesíti, hogy a kettő közötti különbségekre összpontosítson.Az első dolog, amit tisztázni kell, az a fogalmi különbség a mérési bizonytalanság és a hiba között.
A mérési bizonytalanság annak az értéktartománynak a kiértékelését jellemzi, amelyben a mért érték valódi értéke található.Megadja azt az intervallumot, amelybe a valós érték bizonyos megbízhatósági valószínűség szerint eshet.Ez lehet a szórás vagy annak többszöröse, vagy a konfidenciaszintet jelző intervallum fele.Ez nem egy konkrét igaz hiba, csak kvantitatívan fejezi ki a hibatartomány azon részét, amely nem javítható paraméterek formájában.A véletlen hatások és a szisztematikus hatások tökéletlen korrekciójából származik, és az ésszerűen hozzárendelt mért értékek jellemzésére szolgáló diszperziós paraméter.A bizonytalanság kétféle értékelési komponensre, A-ra és B-re oszlik a megszerzésük módja szerint.Az A típusú értékelési komponens a megfigyelési sorozatok statisztikai elemzésén keresztül végzett bizonytalanságértékelés, a B típusú értékelési komponens pedig a tapasztalatok vagy egyéb információk alapján kerül becslésre, és feltételezhető, hogy van egy hozzávetőleges "szórás" által képviselt bizonytalanság.
A legtöbb esetben a hiba mérési hibára utal, hagyományos definíciója pedig a mérési eredmény és a mért érték valódi értéke közötti különbség.Általában két kategóriába sorolható: szisztematikus hibák és véletlen hibák.A hiba objektíven létezik, és határozott értéknek kell lennie, de mivel a legtöbb esetben a valódi érték nem ismert, a valódi hiba nem ismerhető pontosan.Csak az igazságérték legjobb közelítését keressük bizonyos feltételek mellett, és ezt konvencionális igazságértéknek nevezzük.
A fogalom megértése révén láthatjuk, hogy a mérési bizonytalanság és a mérési hiba között főként a következő különbségek vannak:
1. Az értékelési célok közötti különbségek:
A mérési bizonytalanság a mért érték szórását hivatott jelezni;
A mérési hiba célja annak jelzése, hogy a mérési eredmények milyen mértékben térnek el a valós értéktől.
2. Az értékelési eredmények közötti különbség:
A mérési bizonytalanság egy előjel nélküli paraméter, amelyet a szórással vagy a szórás többszörösével vagy a konfidencia-intervallum felével fejeznek ki.Ezt az emberek olyan információk alapján értékelik, mint a kísérletek, adatok és tapasztalatok.Kétféle értékelési módszerrel, A-val és B-vel kvantitatívan meghatározható;
A mérési hiba pozitív vagy negatív előjelű érték.Ennek értéke a mérési eredmény mínusz a mért valós érték.Mivel a valódi érték nem ismert, nem lehet pontosan meghatározni.Ha a valódi érték helyett a hagyományos valós értéket használjuk, csak a becsült értéket kaphatjuk meg.
3. A befolyásoló tényezők különbsége:
A mérési bizonytalanságot az emberek elemzéssel és értékeléssel érik el, így összefügg azzal, hogy az emberek megértik a mérendő mennyiséget, befolyásolják a mennyiséget és a mérési folyamatot;
A mérési hibák objektíven léteznek, külső tényezők nem befolyásolják őket, és nem változnak az emberek megértésével;
Ezért a bizonytalanságelemzés során a különböző befolyásoló tényezőket teljes mértékben figyelembe kell venni, és a bizonytalanság értékelését ellenőrizni kell.Ellenkező esetben az elégtelen elemzés és becslés miatt a becsült bizonytalanság nagy lehet, ha a mérési eredmény nagyon közel van a valódi értékhez (azaz a hiba kicsi), vagy a megadott bizonytalanság nagyon kicsi lehet, ha a mérési hiba ténylegesen nagy.
4. Természeti különbségek:
Általában nem szükséges megkülönböztetni a mérési bizonytalanság és a bizonytalansági komponens tulajdonságait.Ha meg kell különböztetni őket, akkor ezeket a következőképpen kell kifejezni: "véletlenszerű hatások által bevezetett bizonytalansági összetevők" és "rendszerhatások által bevezetett bizonytalansági összetevők";
A mérési hibákat tulajdonságaik szerint véletlenszerű hibákra és szisztematikus hibákra oszthatjuk.Definíció szerint a véletlenszerű hibák és a szisztematikus hibák is ideális fogalmak végtelen sok mérés esetén.
5. A mérési eredmények korrekciója közötti különbség:
A „bizonytalanság” kifejezés önmagában is becsülhető értéket jelent.Nem utal konkrét és pontos hibaértékre.Bár megbecsülhető, nem használható az érték korrigálására.A tökéletlen korrekciók által okozott bizonytalanság csak a korrigált mérési eredmények bizonytalanságában vehető figyelembe.
Ha ismert a rendszerhiba becsült értéke, akkor a mérési eredmény korrigálható a korrigált mérési eredmény eléréséhez.
Egy magnitúdó korrigálása után lehet, hogy közelebb kerül a valódi értékhez, de bizonytalansága nemhogy nem csökken, de néha meg is nő.Ennek elsősorban az az oka, hogy nem tudhatjuk pontosan, mennyi a valódi érték, de csak megbecsülni tudjuk, hogy a mérési eredmények milyen mértékben vannak közel vagy távol a valódi értéktől.
Bár a mérési bizonytalanság és a hiba a fenti különbségekkel rendelkeznek, mégis szorosan összefüggenek.A bizonytalanság fogalma a hibaelmélet alkalmazása és kiterjesztése, a mérési bizonytalanság értékelésének továbbra is a hibaelemzés az elméleti alapja, különösen a B-típusú komponensek becslésénél a hibaelemzés elválaszthatatlan.Például a mérőműszerek jellemzői a megengedett legnagyobb hiba, kijelzési hiba stb. kifejezéssel írhatók le. A mérőműszer megengedett hibájának a műszaki leírásban és az előírásokban meghatározott határértékét "megengedhető legnagyobb hibának", ill. "megengedhető hibahatár".Ez a gyártó által egy bizonyos típusú műszerre megadott kijelzési hiba megengedett tartománya, nem pedig egy bizonyos műszer tényleges hibája.A mérőműszer megengedett legnagyobb hibája a műszer kézikönyvében található, és plusz vagy mínusz előjellel van kifejezve, ha számértékben fejezzük ki, általában abszolút hibában, relatív hibában, referenciahibában vagy ezek kombinációjában.Pl.±0,1PV,±1% stb. A mérőműszer megengedett legnagyobb hibája nem a mérési bizonytalanság, hanem a mérési bizonytalanság értékelésének alapja lehet.A mérőműszer által a mérési eredménybe bevitt bizonytalanság a műszer megengedett legnagyobb hibája szerint értékelhető a B-típusú értékelési módszer szerint.Egy másik példa a mérőműszer kijelzési értéke és a megfelelő bemenet megegyezett valós értéke közötti különbség, amely a mérőműszer kijelzési hibája.Fizikai mérőeszközöknél a feltüntetett érték a névleges érték.Általában a magasabb szintű mérési szabvány által szolgáltatott vagy reprodukált értéket használják a megállapodott valódi értékként (gyakran kalibrációs értéknek vagy standard értéknek nevezik).A hitelesítési munkában, ha a mérési etalon által megadott szabványérték kiterjesztett bizonytalansága a vizsgált műszer megengedett legnagyobb hibájának 1/3-1/10-e, és a vizsgált műszer kijelzési hibája a megadott maximálisan megengedett hibán belül van. hiba , minősítettnek tekinthető.
Feladás időpontja: 2023. augusztus 10
