שגיאות מדידה | מיון שגיאות

כדי להבין את המושג של שגיאות במדידה, עלינו לדעת שני מונחים שמגדירים את השגיאה והמונחים הללו כתובים להלן:

ערך אמת

לא ניתן לקבוע את ערך האמת של כמות באמצעות ניסויים. ערך האמת יכול להיות מוגדר כערך הממוצע של מספר בלתי סופי של מדידות כאשר ממוצע ההפרש עקב גורמים שונים מתקרב לאפס.

ערך מדיד

זהו ערך משוער של ערך האמת. ניתן למצוא אותו על ידי חישוב ממוצע של כמה מדידות במהלך ניסוי, תוך שימוש בהערכות מתאימות לתנאי הפיזיים.

כעת אנו יכולים להגדיר שגיאה סטטית. שגיאה סטטית מוגדרת כהפרש בין ערך המדידה לערך האמת של הכמות.
בצורה מתמטית ניתן לכתוב את הביטוי לשגיאה כך: dA = Am – At כאשר, dA היא השגיאה הסטטית, Am הוא ערך המדידה ו-At הוא ערך האמת.
צריך לציין כי לא ניתן לקבוע את הערך המוחלט של השגיאה בשל העובדה שלא ניתן לקבוע את ערך האמת של הכמות בצורה מדויקת.
נתחשב בכמה מונחים הקשורים לשגיאות.

שגיאות גבול או שגיאות מבטחת

המושג של שגיאות מבטחת יכול להיות ברור אם נחקר סוג זה של שגיאה על ידי דוגמה אחת. נניח שיש יצרן שמייצר אמפרומטר, עכשיו עליו להבטיח או להכריז שהשגיאה בעמפרומטר שהוא מוכר אינה גדולה מהגבול שהוא קובע. הגבול של השגיאה הזו מכונה שגיאות גבול או שגיאות מבטחת.

שגיאהיחסית או שגיאה חלקית

היא מוגדרת כיחס בין השגיאה למagnitude המוגדר של הכמות. בצורה מתמטית אנחנו כותבים כך:

כאשר, dA היא השגיאה ו-A היא המagnitude.
עכשיו אנחנו מעוניינים לחשב את השגיאה הגבולית התוצאה תחת המקרים הבאים:

(א) על ידי לקחת את סכום שתי כמויות: נניח שיש לנו שתי כמויות מדודות a1 ו-a2. סכום שתי הכמויות האלו יכול להיות מיוצג על ידי A. לכן אנחנו יכולים לכתוב A = a1 + a2. עכשיו הערך הנוסף היחסי של פונקציה זו יכול להיות מחושב כ

בפרדת כל טרם כפי שנראה למטה וכפל וחלוקה של a1 עם הטרם הראשון ו-a2 עם הטרם השני יש לנו

מהמשוואה הנ"ל אפשר לראות שהשגיאה הגבולית התוצאה שווה לסכום המכפלות הנוצרות על ידי כפל השגיאות היחסיות הגבוליות בריבוע של כל טרם לפונקציה. אותו תהליך יכול להיות מופעל לחישוב השגיאה הגבולית התוצאה עקב סכום של יותר משתי כמויות. כדי לחשב את השגיאה הגבולית התוצאה עקב הפרש בין שתי כמויות פשוט לשנות את סימן החיבור עם חיסור והשארת התהליך זהה.
(ב) על ידי לקחת את מכפלת שתי כמויות: נניח שיש שתי כמויות a1 ו-a2. במקרה זה מכפלת שתי הכמויות מתבטאת כ A = a1.a2. עכשיו ניקח לוגריתם משני הצדדים ונבדיל ביחס ל-A יש לנו שגיאות גבוליות תוצאה כ

מהמשוואה הנ"ל אפשר לראות שהשגיאה התוצאה היא סכום של שגיאות יחסיות במדידה של טרמים. באופן דומה אנחנו יכולים לחשב את השגיאה הגבולית התוצאה עבור גורם כוח. לכן השגיאה היחסית תהיה n פעמים במקרה הזה.

סוגי שגיאות

בעיקרון ישנם שלושה סוגי שגיאות בהתאם למקור whence הם עשויים לצוץ.

שגיאות גסות

קטגוריה זו של שגיאות כוללת את כל השגיאות האנושיות בעת קריאה, רישום והמדידות. שגיאות בחישוב השגיאות גם נכללות בקטגוריה זו. למשל, בעת קריאת מדידה מהמכשיר הוא עשוי לקרוא 21 במקום 31. כל סוגי השגיאות הללו נכללים בקטגוריה זו. שגיאות גסות ניתן למנוע באמצעות שתי תכניות מתאימות והן כתובות להלן:

1. צריך להקפיד לקרוא, לרשום את הנתונים. בנוסף, חישוב השגיאות צריך להתבצע בצורה מדויקת.

2. על ידי הגדלת מספר הניסויים ניתן להפחית את השגיאות הגסות. אם כל ניסוי לוקח מדידות שונות בנקודות שונות, אז על ידי חישוב ממוצע של מדידות רבות יותר ניתן להפחית את השגיאות הגסות.

שגיאות מערכת

כדי להבין את סוגי השגיאות הללו, נעבור לשייך את השגיאות המערכת כ

שגיאות מכשיר

שגיאות אלו עשויות להיות כתוצאה מבנייה או קליברציה שגויה של מכשירי מדידה. סוגי שגיאות אלו יכולים לנבוע כתוצאה מחיכוך או כתוצאה מהיסטרסיס. סוגי שגיאות אלו גם כוללים את אפקט העמסה והשימוש לרעה במכשירים. שימוש לרעה במכשירים מוביל לכישלון באפס של המכשירים. כדי להפחית את השגיאות הגסות במדידה על פי הנדסה, יש להפעיל גורמיםrection מתוקנים ובמצב קיצוני יש לבנות מחדש את המכשירים בזהירות.

שגיאות סביבתיות

סוג זה של שגיאה צומח כתוצאה מהתנאים החיצוניים למכשיר. תנאי חיצוניים כוללים טמפרטורה, לחץ, לחות או הם יכולים לכלול שדה מגנטי חיצוני. הנה הצעדים שעל אדם לבצע כדי להפחית את השגיאות הסביבתיות:

• נסה לשמור על הטמפרטורה והלחות של המעבדה קבועה על ידי הפעלת כמה תכניות.

• וודא שאין שדות מגנטיים או אלקטרוסטטיים חיצוניים סביב המכשיר.

שגיאות תצפיות

כפי שהשם מרמז, סוגי שגיאות אלו נובעות מתצפיות שגויות. התצפיות השגויות יכולות לנבוע כתוצאה מ-PARALLAX. כדי להפחית את שגיאת PARALLAX נדרשים מדדים מדויקים מאוד, מצוידים במדפים מפוחמים.

שגיאות אקראיות

אחרי חישוב כל השגיאות המערכת, נמצא עדיין שישנן שגיאות במדידה שנותרו. שגיאות אלו מכונות שגיאות אקראיות. חלק מהסיבות להופעת שגיאות אלו ידועות אך עדיין חלק מהסיבות לא ידועות. לכן לא ניתן להיפטר לחלוטין מסוגי שגיאות אלו.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.