خطاهای در اندازه‌گیری

خطاهای تعریف اندازه‌گیری

خطاهای اندازه‌گیری به عنوان تفاوت بین مقادیر اندازه‌گیری شده و مقادیر واقعی تعریف می‌شوند.

فرمول خطای ایستا

خطای ایستا با استفاده از فرمول dA = Am – At محاسبه می‌شود، که در آن dA خطا است، Am مقدار اندازه‌گیری شده و At مقدار واقعی است.

خطاهای محدود

مفهوم خطاهای ضمانت شده را می‌توان با مطالعه این نوع خطا و در نظر گرفتن یک مثال روشن کرد. فرض کنید یک سازنده وجود دارد که آمپر‌سنج تولید می‌کند، حال او باید قول دهد یا اعلام کند که خطا در آمپر‌سنجی که می‌فروشد بیشتر از حدی که تعیین کرده نخواهد بود. این حد خطا به عنوان خطاهای محدود یا خطاهای ضمانت شناخته می‌شود.

خطاهای چشمگیر

این دسته از خطاهای شامل تمام خطاهای انسانی در زمان خواندن، ثبت و خواندن مقادیر است. خطاهای محاسباتی نیز در این دسته قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، در زمان خواندن مقدار از دستگاه، ممکن است عدد ۲۱ را به جای ۳۱ بخواند. تمام این نوع از خطاهای در این دسته قرار می‌گیرند. خطاهای چشمگیر را می‌توان با استفاده از دو تدابیر مناسب که در زیر ذکر شده‌اند، پیشگیری کرد:

باید در خواندن، ثبت داده‌ها و همچنین محاسبه خطا مراقبت لازم صورت گیرد. با افزایش تعداد دست‌اندازها می‌توان خطاهای چشمگیر را کاهش داد. اگر هر دست‌انداز مقدار مختلفی را در نقاط مختلف بخواند، با گرفتن میانگین بیشتر خواندن‌ها می‌توان خطاهای چشمگیر را کاهش داد.

خطاهای سیستماتیک

خطاهای سیستماتیک ناشی از دقت نامناسب به دلیل دستگاه‌های معیوب، شرایط محیطی یا خطاهای مشاهداتی هستند.

خطاهای دستگاهی

این خطاهای ممکن است به دلیل ساختار اشتباه، کالیبراسیون دستگاه‌های اندازه‌گیری باشند. این نوع از خطاهای ممکن است به دلیل اصطکاک یا حافظه مغناطیسی (هیسترزیس) بوجود آیند. این نوع از خطاهای شامل اثر بارگذاری و سوء استفاده از دستگاه‌ها نیز می‌شود. سوء استفاده از دستگاه‌ها منجر به عدم تنظیم صحیح صفر دستگاه‌ها می‌شود. برای کمینه کردن خطاهای چشمگیر در اندازه‌گیری، باید عوامل اصلاحی مختلفی اعمال شود و در شرایط حدی دستگاه باید با دقت مجدد کالیبره شود.

خطاهای محیطی

این نوع خطای به دلیل شرایط خارجی نسبت به دستگاه بوجود می‌آید. شرایط خارجی شامل دما، فشار، رطوبت یا ممکن است شامل میدان مغناطیسی خارجی باشد. مراحل زیر را باید برای کمینه کردن خطاهای محیطی دنبال کرد:

سعی کنید دما و رطوبت آزمایشگاه را با ایجاد ترتیباتی ثابت نگه دارید. مطمئن شوید که هیچ میدان مغناطیسی یا الکترواستاتیکی خارجی در اطراف دستگاه وجود ندارد.

خطاهای مشاهداتی

همانطور که از نامش پیداست، این نوع خطاهای به دلیل مشاهدات اشتباه بوجود می‌آیند. مشاهدات اشتباه ممکن است به دلیل پارالکس باشند. برای کمینه کردن خطای پارالکس، نیاز به مترهای بسیار دقیق با مقیاس‌های آینه‌ای است.

خطاهای تصادفی

پس از محاسبه تمام خطاهای سیستماتیک، مشخص می‌شود که هنوز بعضی از خطاهای اندازه‌گیری باقی مانده‌اند. این خطاهای به عنوان خطاهای تصادفی شناخته می‌شوند. برخی از دلایل ظاهر شدن این خطاهای شناخته شده است اما هنوز برخی دلایل ناشناخته هستند. بنابراین نمی‌توان این نوع خطاهای را کاملاً حذف کرد.