Систематичната грешка е ... Видове системни грешки

Всяка процедура на измерване, независимо от условията, при които се изпълнява, е изпълнена с грешки. Те са отклонения, които нарушават идеята за реалната стойност на количество.

Източници на грешка

Отклоненията възникват по различни причини. Основното включва:

• Несъвършенство на конструкцията на измервателните уреди или неточност при тяхното производство.
• Неспазване на правилата по време на процедурата.
• Човешкият фактор.
• Несъвършенство на методите и т.н.

Класификация на отклоненията

По време на измерването, систематични и случайни грешки.

Систематичните отклонения се класифицират по различни причини. В частност, в зависимост от характера на проявата, те са разделени на периодични, постоянни и прогресивни грешки.

Също така може да има груби грешки или пропуски. Те възникват поради:

• Грешки на експерта.
• Внезапна промяна в условията на измерване.
• Хардуерни неизправности и др.

Систематични грешки

Тези отклонения по правило могат да бъдат изследвани преди началото на измерването. Тези индикатори остават постоянни или се променят редовно с повторни измервания на единична стойност. Резултатът от изследването може да бъде коригиран чрез извършване на корекции, ако е известна цифровата стойност на отклонението или чрез средства за измерване, които позволяват да се изключи влиянието на тези грешки, без да се определя тяхната значимост.

Повторните измервания са предмет на определени закони, според които стойностите на систематичните грешки варират. Тези отклонения понякога могат да бъдат определени експериментално. Съответно резултатът може да бъде изяснен чрез корекция.

Естеството на проявата

Както беше посочено по-горе, тази характеристика се отличава от три групи систематични грешки. Това са:

• Постоянни отклонения. Те включват такива грешки, които остават по време на тяхното измерване по време на процеса на измерване. Например, ако специалист използва скала на инструмент за определяне на индикатор, чието калибриране има грешка, тогава неговата стойност се прехвърля върху всички резултати от експеримента.
• Прогресивни отклонения. Такива грешки намаляват или нарастват по време на измерванията. Те включват например отклоненията, произтичащи от износването на контактните елементи на средствата за измерване, постепенното намаляване на напрежението на източника на ток, от който се подава измервателната верига и т.н.
• Периодични грешки. Стойностите им се определят от периодичната функция на времето или от функцията на преместване на показалеца върху инструмента, използван за измерването. Те се показват в индикатори с набиране и стрелки.

Индикаторите на отклоненията могат да варират поради едновременното влияние на няколко системни грешки. Това се проявява например при измерването на температурата.

Други видове

Систематичните отклонения включват:

• Теоретични грешки. Те се наричат ​​и грешки в метода за измерване.
• Инструментални грешки.
• Отклонения поради неправилно разполагане на измервателното устройство.
• Лични грешки.
• Отклонения, причинени от влиянието на външни фактори.

Инструментални грешки

Те включват отклонения, дължащи се на свойствата на използваните средства за измерване. Например балансът на равновесието в идеалния случай не може да бъде равен.

Отклонения възникват и поради триене на ставите на движещите се елементи на измервателните устройства. Те могат да възникнат поради износване и разкъсване на оборудването. Степента на износване, съответно, зависи от интензивността на работа на устройството.

Грешка в резултата

Точността на индикациите на някои измервателни средства зависи от положението на техните движещи се елементи спрямо стационарните. По-специално, такива устройства като равностранен баланс на скалите, означава част от конструкцията на която е махало или други подвижни окачени части. Когато устройството се отклони от правилното положение, то се измества репер и има грешка в резултата. За да се избегне появата им при инсталиране на устройства, се използват специални устройства: нива, оловни линии и др.

Влияние на външни фактори

Температурата, влажността, въздушното налягане са външни условия, които причиняват грешки, когато се променят техните стойности. Ако индикаторите на определени фактори надхвърлят определените граници, може да има допълнителни отклонения.

Метод на измерване Точност

Те могат да възникнат, когато няма теоретично доказана зависимост между измереното свойство или явлението и принципа на работа на измервателното устройство.

Грешка в метода се дължи на предположения или опростявания при прилагането на емпирични взаимоотношения и формули. Тази ситуация възниква, например, при измерване на твърдостта на металите по различни начини: Методите на Бринел, Рокуел, Викерс и др. Всеки от тях има свои собствени конвенционални единици. Преводът на резултатите се извършва приблизително.

Субективни аномалии

Личните грешки се определят от индивидуалните свойства на дадено лице. Те, от своя страна, са свързани с характеристиките на организма, вкоренени умения (често неправилни). Например, всички хора имат различни отговори на скоростта към сигнала: звукът варира в рамките на 0,082-0,195 с. И светлината - 0,15-0,225 сек.

Отстраняване на грешки

Систематичните отклонения включват изместване на резултатите от измерването. Най-голямата опасност в тези ситуации са отклоненията, които остават незабелязани и експертите дори не подозират. Такива грешки доведоха до неправилни научни заключения, създаване на фалшиви физически закони, несъвършен дизайн на измервателни средства, брак в производството.

Систематичните грешки трябва да бъдат идентифицирани и изключени или взети предвид при измерването. Методите за изключване и отчитане на отклоненията са разделени на няколко групи:

• Отстраняване на източниците на отклонения преди началото на измервателната процедура (предотвратяване).
• Елиминиране на грешките по време на процеса (експериментални методи).
• Изменение на резултатите от измерванията. В този случай грешките се елиминират чрез изчисление.
• Оценка на границите на систематични грешки, ако елиминирането им е невъзможно.

Елиминиране на източниците

Предпазните мерки преди началото на измерването се считат за най-разумен начин за премахване на грешките. В този случай специалистът частично или напълно се освобождава от необходимостта да идентифицира и коригира отклоненията по време на измерването.

Най-ефективните превантивни мерки включват:

• Регулиране или ремонт на измервателно оборудване. Необходимостта от извършване на тези дейности се определя по време на проверката.
• Настройка на настройката на устройството. За да предотвратите пристрастия референтни точки, фишове и други негативни явления, използващи остри предмети и други устройства.

За да премахнете грешките, дължащи се на влиянието на външни фактори, можете директно да отстраните източника им или да защитите метъра от удара.

Елиминирането на грешките в хода на експериментите обикновено включва провеждане на второ измерване. В тази връзка методите, описани по-горе, са по-целесъобразни за използване при работа със стабилни явления, индикатори и т.н.

Изменение на резултатите

Този метод за елиминиране на систематичните грешки включва коригиране на резултата от измерването чрез изчисление.

Най-често срещаният вариант за въвеждане на корекции е алгебричното сумиране на резултата и самата корекция (като се вземе предвид знакът). Неговата цифрова стойност е равна на систематичното отклонение, а знакът е обратното. По този начин отклонението на добавката се елиминира.

В някои случаи системната грешка може да бъде отстранена чрез умножаване на показателя, получен в резултат на измерването, от корекционния коефициент. Неговата стойност се доближава до единството (повече или по-малко от него). Препоръчително е да се използва корекционния коефициент, за да се използва, ако е необходимо, мултипликативната грешка.

Определяне на границите на отклонение

Това се прави, когато е невъзможно систематичните грешки да бъдат изключени на практика. Такова явление възниква, ако отклоненията не са достатъчно изучени или изследвани, но не могат да бъдат използвани за коригиране на резултата. Последният е характерен за интегрирането на измервателните устройства (броячи).

Случайни грешки

Когато многократно измервате постоянен физически индикатор при същите условия, често резултатите са леко различни. В този случай отклоненията между количествата не са систематични, те не спазват никакви закономерности. Такива грешки се наричат ​​случайни.

Отклонения възникват, когато редица фактори влияят върху процеса (обект, измервателен уред, специалист и т.н.) едновременно. Всеки източник може да има малък ефект върху резултата, но комбинираният им ефект ще доведе до значително отклонение от действителната стойност на измервания обект.

В рамките на теорията на вероятностите се използват математически методи, които позволяват да се изследват свойствата на случайни явления в техните големи колекции. По време на развитието на измервателната технология и метрологията бе установено, че те напълно отговарят на проблема за изследване на случайни отклонения. В много случаи резултатите, получени с тяхна помощ, съответстват на данните, получени емпирично.

В теорията на вероятностите едно събитие се смята за случайно, което не може да бъде предсказано недвусмислено. С други думи, при определен набор от условия това събитие може или не може да се случи. При прилагането на това определение към обхвата на измерванията може да се каже, че при извършване на многократни експерименти с определен физически индикатор при същите условия, всеки от вероятните незначителни източници на произволно изменение на резултатите може да се появи или да не се появи. Следователно, отклоненията стават непредсказуеми както по отношение на значението, така и по отношение на знака.

Имайки предвид горното, можем да дадем следната дефиниция случайни грешки: това такива отклонения, които се различават от едно измерение в друго, не могат да бъдат пряко отчетени във връзка с хаотична промяна, се дължат на едновременното въздействие върху резултата от няколко фактора, изолирани един от друг.

Наличието на случайни грешки, за разлика от системните грешки, е доста лесно да се открие с повторно измерване.