Неопределенность и погрешность измерения являются основными положениями, изучаемыми в метрологии, а также одними из важных понятий, часто используемых метрологическими испытателями.Это напрямую связано с достоверностью результатов измерений, а также точностью и последовательностью передачи значений.Однако многие люди легко путают или неправильно используют эти два понятия из-за неясных концепций.В этой статье объединен опыт изучения темы «Оценка и выражение неопределенности измерений», чтобы сосредоточиться на различиях между ними.Первое, что необходимо прояснить, — это концептуальная разница между неопределенностью измерения и ошибкой.
Неопределенность измерения характеризует оценку диапазона значений, в котором лежит истинное значение измеряемой величины.Он дает интервал, в котором истинное значение может попадать в соответствии с определенной доверительной вероятностью.Это может быть стандартное отклонение или кратное ему значение, либо полуширина интервала, указывающего уровень достоверности.Это не конкретная истинная ошибка, а просто количественно выражающая ту часть диапазона ошибок, которую невозможно исправить в виде параметров.Он получается из-за несовершенной коррекции случайных и систематических эффектов и представляет собой параметр дисперсии, используемый для характеристики обоснованно присвоенных измеренных значений.Неопределенность разделяется на два типа компонентов оценки А и Б по способу их получения.Компонент оценки типа А представляет собой оценку неопределенности, полученную посредством статистического анализа рядов наблюдений, а компонент оценки типа В оценивается на основе опыта или другой информации, и предполагается, что существует компонент неопределенности, представленный приблизительным «стандартным отклонением».
В большинстве случаев под ошибкой понимают погрешность измерения, а ее традиционное определение — это разница между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.Обычно их можно разделить на две категории: систематические ошибки и случайные ошибки.Ошибка существует объективно, и она должна иметь определенную величину, но поскольку истинное значение в большинстве случаев неизвестно, истинную ошибку невозможно узнать точно.Мы просто ищем наилучшее приближение истинностного значения при определенных условиях и называем это обычным истинностным значением.
Понимая эту концепцию, мы видим, что между неопределенностью измерения и ошибкой измерения в основном существуют следующие различия:
1. Различия в целях оценки:
Неопределенность измерения предназначена для обозначения разброса измеряемой величины;
Целью погрешности измерения является указание степени отклонения результатов измерения от истинного значения.
2. Разница между результатами оценки:
Неопределенность измерения – это беззнаковый параметр, выражаемый стандартным отклонением или кратным стандартному отклонению или полушириной доверительного интервала.Он оценивается людьми на основе такой информации, как эксперименты, данные и опыт.Количественно его можно определить двумя типами методов оценки: А и Б.;
Погрешность измерения представляет собой величину с положительным или отрицательным знаком.Его значение представляет собой результат измерения минус измеренное истинное значение.Поскольку истинное значение неизвестно, его невозможно получить точно.Когда вместо истинного значения используется обычное истинное значение, можно получить только оценочное значение.
3. Разница влияющих факторов:
Неопределенность измерения достигается людьми посредством анализа и оценки, поэтому она связана с пониманием людьми измеряемой величины, влияющей на количество и процесс измерения;
Ошибки измерения существуют объективно, не зависят от внешних факторов и не меняются в зависимости от понимания людей;
Поэтому при проведении анализа неопределенности следует полностью учитывать различные влияющие факторы и проверять оценку неопределенности.В противном случае из-за недостаточного анализа и оценки предполагаемая неопределенность может быть большой, когда результат измерения очень близок к истинному значению (т. е. ошибка мала), или приведенная неопределенность может быть очень маленькой, когда ошибка измерения на самом деле велика. большой.
4. Различия по характеру:
Обычно нет необходимости различать свойства неопределенности измерения и компоненты неопределенности.Если их необходимо различать, их следует выражать как: «компоненты неопределенности, вносимые случайными эффектами» и «компоненты неопределенности, вносимые системными эффектами»;
Ошибки измерения по своим свойствам можно разделить на случайные и систематические.По определению, как случайные, так и систематические ошибки являются идеальными понятиями в случае бесконечного числа измерений.
5. Отличие коррекции результатов измерений:
Сам термин «неопределенность» подразумевает поддающуюся оценке ценность.Он не относится к конкретному и точному значению ошибки.Хотя его можно оценить, его нельзя использовать для корректировки значения.Неопределенность, вносимую несовершенными поправками, может учитываться только в неопределенности скорректированных результатов измерений.
Если известно расчетное значение ошибки системы, результат измерения можно скорректировать для получения скорректированного результата измерения.
После коррекции величины она может быть ближе к истинному значению, но ее неопределенность не только не уменьшается, но иногда становится больше.Это происходит главным образом потому, что мы не можем точно знать, насколько истинное значение, а можем только оценить, в какой степени результаты измерений близки к истинному значению или далеки от него.
Хотя неопределенность и погрешность измерения имеют указанные выше различия, они по-прежнему тесно связаны между собой.Концепция неопределенности представляет собой применение и расширение теории ошибок, а анализ ошибок по-прежнему является теоретической основой для оценки неопределенности измерений, особенно при оценке компонентов B-типа, анализ ошибок неотделим.Например, характеристики средств измерений могут быть описаны через предельно допустимую погрешность, погрешность показаний и т.п. Предельное значение допускаемой погрешности средства измерений, указанное в технических условиях и регламентах, называют «предельно допустимой погрешностью» или «допустимый предел ошибки».Это допустимый диапазон погрешности показаний, указанный изготовителем для определенного типа прибора, а не фактическая погрешность конкретного прибора.Максимально допустимую погрешность средства измерений можно найти в руководстве по эксплуатации прибора, и она выражается знаком плюс или минус, когда выражается в виде числового значения, обычно выражаемого в абсолютной погрешности, относительной погрешности, эталонной погрешности или их комбинации.Например, ±0,1PV, ±1% и т. д. Максимально допустимая погрешность средства измерений не является неопределенностью измерения, но ее можно использовать в качестве основы для оценки неопределенности измерения.Неопределенность, вносимую средством измерения в результат измерения, может быть оценена по максимально допустимой погрешности средства измерения по методу оценки типа В.Другим примером является разница между показанием средства измерения и согласованным истинным значением соответствующего входа, которая представляет собой погрешность показания средства измерения.Для физических средств измерений указанное значение является его номиналом.Обычно значение, предоставленное или воспроизведенное эталоном измерения более высокого уровня, используется в качестве согласованного истинного значения (часто называемого калибровочным значением или стандартным значением).В поверочных работах, когда расширенная неопределенность эталонного значения, заданная эталоном, составляет от 1/3 до 1/10 предельно допустимой погрешности испытуемого прибора, а погрешность показаний испытуемого прибора находится в пределах установленного предельно допустимого значения. ошибка, ее можно расценивать как квалифицированную.
Время публикации: 10 августа 2023 г.
