Mõõtmise vead | Veade klassifitseerimine
Mõõtmisvigade mõistmiseks peaksime teadma kahte termini, mis defineerivad viga, ja need on järgmised:
Tõeline väärtus
Kogemuse kaudu ei saa kvantiitide tõelist väärtust kindlaks teha. Tõeline väärtus võib olla defineeritud kui lõpmatu arvu mõõdetud väärtuste keskväärtus, kui erinevate panustajate poolt põhjustatud keskmine hälve läheneks nullile.
Mõõdetud väärtus
See võib olla defineeritud kui tõelise väärtuse ligikaudne väärtus. Seda saab leida, võttes mitme mõõtmise väärtuste keskmise kogemuse käigus, rakendades sobivaid ligikaudseid tingimusi füüsikaliste olude suhtes.
Nüüd oleme valmis defineerima staatilist viga. Staatiline viga on defineeritud kui mõõdetud väärtuse ja kvantiidi tõelise väärtuse vahe. Matemaatiliselt saame kirjutada viga välja nii, et dA = Am – At, kus dA on staatiline viga, Am on mõõdetud väärtus ja At on tõeline väärtus.
Väga võib märkida, et absoluutset viga ei saa kindlaks teha, sest kvantiidi tõelist väärtust ei saa täpselt määrata.
Vaatame mõnda vigaga seotud termi.
Piirväärtuslikud või garanteeritud vigad
Garanteeritud vigade mõistet saab selgitada, kui uurime seda vigat ühe näite kaudu. Oletagem, et tootja toodab ampermetri, siis ta peaks lubama või deklareerima, et tema müüdava ampermetri viga ei ole suurem kui ta seatud piir. See viga on tuntud kui piirväärtuslik viga või garanteeritud viga.
Suhteline viga või murdväline viga
See on defineeritud kui viga ja kvantiidi määratud suuruse suhe. Matemaatiliselt kirjutame:
Kus dA on viga ja A on suurus.
Nüüd me huvituksime järgmistest juhtumitest:
(a) Kaks kvantiiti summa võtmisel: Vaatame kahte mõõdetud kvantiiti a1 ja a2. Nende kahe kvantiidi summa saab esitada A-ga. Seega saame kirjutada A = a1 + a2. Nüüd selle funktsiooni suhteline kasvav väärtus saab arvutada nii
Iga termi eraldamine, nagu allpool näidatud, ja a1 korrutamine esimese termiga ja a2 teise termiga annab
Ülaltoodud võrrandist näeme, et tulemuslik piirviga on võrdne iga termi suhteliste individuaalsete piirvigade korrutiste summaga. Samas meetod saab kasutada ka rohkem kui kahe kvantiidi summa puhul. Et arvutada kahe kvantiidi vahe põhjal tulemuslik piirviga, asenda liitmismärk lahutamismärgiga ja jää muu protsess sama.
(b) Kaks kvantiiti korrutamisel: Vaatame kahte kvantiiti a1 ja a2. Selles juhul kahete kvantiitide korrutis väljendatakse A = a1.a2. Nüüd võttes logaritmi mõlemalt poolt ja diferentseerides A suhtes saame tulemusliku piirviga nii
Sellest võrrandist näeme, et tulemuslik viga on termide suhteliste mõõtmisvigade summa. Samuti saame arvutada teguri puhul tulemusliku piirviga. Seega oleks suhteline viga sellisel juhul n korda.
Vigade tüübid
Peamiselt on kolm vigade tüüpi, mis võivad tekkida allikast.
Suurvigad
See vigade kategooria hõlmab kõiki inimeste vigu lugedes, salvestades ja mõõtmistes. Vead kaalutud vigade arvutamisel kuuluvad samuti selle kategooria alla. Näiteks lugedes andmeid instrumenti näitajalt võib ta lugeda 21 kui 31. Kõik need vigadega seotud tegud kuuluvad selle kategooria alla. Suurvigid saab vältida kasutades kahte sobivat meetodit, mis on järgmised:
Andmete lugemisel, salvestamisel ja veade arvutamisel tuleb anda õiglane hooldus. Arvutused tuleb teha täpselt.
Suurvigeid saab vähendada suurendades katsetajate arvu. Kui iga katsetaja teeb erinevaid mõõtmisi erinevatel punktidel, siis suurema hulga mõõtmiste keskmise võtmine aitab vähendada suurvigueid.
Süsteemilised vigad
Et mõista neid vigade tüüpe, kategoriseerime süsteemilised vigad järgmiselt
Instrumentaalsete vigade
Need vigad võivad tekida vale ehituse, kalibreerimise või mõõteinstrumentide vale kasutamise tõttu. Need vigad võivad tekkida kitsasküljelisuse või histerese tõttu. Need vigad hõlmavad ka laadimise mõju ja instrumentide vale kasutamist. Vale kasutamine viib instrumentide nullireglite ebaõnnestumiseni. Süsteemiliste mõõtmisvigade vähendamiseks tuleb rakendada erinevaid parandusfaktoreid ja äärmisel juhul tuleb instrumentid uuesti kalibreerida.
Ümbritseva keskkonna vigad
See vigade tüüp tekib instrumenti välistest tingimustest. Välised tingimused hõlmavad temperatuuri, rõhu, niiskuse või see võib hõlmata välist magnetväli. Järgmised on sammud, mida tuleb teha, et vähendada keskkonnavigu:
Püüa laboratooriumi temperatuuri ja niiskuse pidada püsivalt konstantseks, tehes vastavaid korraldusi.
Taga, et instrumenti ümber ei oleks mingit välist magnet- või elektrostaatilist välja.
Märgatavate vigade
Nagu nimi viitab, on need vigade tüübid vale märgatuste tõttu. Vale märgatused võivad olla PARALLAX tõttu. PARALLAX vigade vähendamiseks on vajalikud väga täpsete meetrite kasutamine, mis on varustatud peegeldunud skaaladega.
Juhuslikud vigad
Kõigi süsteemiliste vigade arvutamise järel avastatakse, et mõõtmisvigad on ikka veel jäänud. Need vigad on tuntud kui juhuslikud vigad. Mõned nende vigade ilmnemise põhjused on teada, kuid mõned põhjused on endiselt teadmata. Seetõttu ei saa me nende vigade tüübe täielikult eemaldada.
