Грешки в измерването | Класификация на грешките
За да разберем концепцията за грешки в измерванията, трябва да познаваме двете термина, които определят грешката, и тези два термина са описани по-долу:
Истинска стойност
Не е възможно да се определи истинската стойност на една величина чрез експериментални методи. Истинската стойност може да бъде дефинирана като средната стойност на безкраен брой измерени стойности, когато средното отклонение, причинено от различни фактори, приближава нула.
Измерена стойност
Може да бъде дефинирана като приблизителна стойност на истинската стойност. Може да бъде намерена, като се вземат средните стойности на няколко измерения по време на експеримента, като се приложат подходящи приближения на физическите условия.
Сега сме в състояние да дефинираме статичната грешка. Статичната грешка се дефинира като разликата между измерената стойност и истинската стойност на величината.
Математически можем да запишем израза за грешка като, dA = Am – At, където, dA е статичната грешка, Am е измерената стойност, а At е истинската стойност.
Трябва да се отбележи, че абсолютната стойност на грешката не може да бъде определена, поради факта, че истинската стойност на величината не може да бъде определена точно.
Да разгледаме няколко термина, свързани с грешки.
Ограничаващи грешки или гаранционни грешки
Концепцията за гаранционни грешки може да бъде разяснена, ако изучим този вид грешки, като разгледаме един пример. Нека има производител, който произвежда амперметър. Той трябва да обещае или да заяви, че грешката в амперметъра, който продава, не е по-голяма от границата, която установява. Тази граница на грешката е известна като ограничаваща грешка или гаранционна грешка.
Относителна грешка или частична грешка
Тя се дефинира като отношението между грешката и зададената величина на величината. Математически записваме като,
Където, dA е грешката, а A е величината.
Сега сме заинтересовани от изчисляването на резултантната ограничаваща грешка в следните случаи:
(a) Чрез вземане на сумата от две величини: Да разгледаме две измерени величини a1 и a2. Сумата от тези две величини може да бъде представена с A. Така можем да запишем A = a1 + a2. Сега относителната инкрементна стойност на тази функция може да бъде изчислена като
Разделяйки всеки член, както е показано по-долу, и умножавайки и деляйки a1 с първия член и a2 с втория член, получаваме
От горния израз можем да видим, че резултантната ограничаваща грешка е равна на сумата от продуктите, образувани чрез умножаване на отделните относителни ограничаващи грешки с отношенията на всеки член към функцията. Същата процедура може да бъде приложена за изчисляване на резултантната ограничаваща грешка при сумиране на повече от две величини. За да се изчисли резултантната ограничаваща грешка при разлика между две величини, просто променете знака за събиране с минус и останалата процедура е същата.
(b) Чрез вземане на произведението от две величини: Да разгледаме две величини a1 и a2. В този случай произведението на двете величини се изразява като A = a1.a2. Сега, взимайки логаритъм от двете страни и диференцирайки спрямо A, получаваме резултантната ограничаваща грешка като
От този израз можем да видим, че резултантната грешка е сумата от относителните грешки в измерванията на членовете. По същия начин можем да изчислим резултантната ограничаваща грешка за фактор на мощност. В този случай относителната грешка ще бъде n пъти.
Видове грешки
Основно има три вида грешки в зависимост от това, откъде те могат да произтичат.
Груби грешки
Тази категория грешки включва всички човешки грешки при четене, записване и измервания. Грешки при изчисляване на грешките също попадат в тази категория. Например, докато чете данните от прибора, той може да прочете 21 като 31. Всички тези видове грешки попадат в тази категория. Грубите грешки могат да бъдат избегнати, като се използват две подходящи мерки, и те са описани по-долу:
Трябва да се вземат подходящи грижи при четене, записване на данните. Също така изчисленията на грешките трябва да се извършват точно.
Чрез увеличаване на броя на експериментаторите можем да намалим грубите грешки. Ако всеки експериментатор вземе различни измервания в различни точки, то чрез взимане на средната стойност от повече измервания можем да намалим грубите грешки.
Систематични грешки
За да разберем тези видове грешки, нека класифицираме систематичните грешки като
Инструментални грешки
Тези грешки може да са причинени от неправилна конструкция, калибрация на измервателните прибори. Тези видове грешки могат да произтичат от триене или да са причинени от хистерезис. Тези видове грешки също включват ефекта от зареждане и неправилното използване на приборите. Неправилното използване на приборите води до провал в нулевата корекция на приборите. За да се намалят грубите грешки в измерванията, трябва да се приложат различни коректиращи фактори и в крайна ситуация приборите трябва да бъдат внимателно рекалибрираны.
Околните грешки
Този вид грешки възниква поради условия, външни за прибора. Външните условия включват температура, налягане, влажност или може да включват външен магнитен пол. По-долу са описани стъпките, които трябва да бъдат предприети, за да се намалят околните грешки:
Постарайте се да поддържате постоянна температурата и влажността в лабораторията, като направите необходимите уредби.
Уверете се, че няма никакво външно магнитно или електростатично пол около прибора.
Наблюдателни грешки
Както самото име сочи, тези
