Nejistota a chyba měření jsou základní teze studované v metrologii a také jeden z důležitých pojmů často používaný metrologickými testery.Přímo souvisí se spolehlivostí výsledků měření a přesností a konzistencí přenosu hodnoty.Mnoho lidí však snadno zaměňuje nebo zneužívá tyto dva kvůli nejasným konceptům.Tento článek kombinuje zkušenosti ze studia „Hodnocení a vyjádření nejistoty měření“ a zaměřuje se na rozdíly mezi těmito dvěma.První věc, kterou je třeba ujasnit, je koncepční rozdíl mezi nejistotou měření a chybou.
Nejistota měření charakterizuje vyhodnocení rozsahu hodnot, ve kterém leží skutečná hodnota naměřené hodnoty.Udává interval, ve kterém může skutečná hodnota klesat podle určité pravděpodobnosti spolehlivosti.Může to být standardní odchylka nebo její násobky nebo poloviční šířka intervalu udávající úroveň spolehlivosti.Nejedná se o konkrétní skutečnou chybu, pouze kvantitativně vyjadřuje tu část rozsahu chyb, kterou nelze korigovat ve formě parametrů.Je odvozen z nedokonalé korekce náhodných vlivů a systematických vlivů a je rozptylovým parametrem používaným k charakterizaci naměřených hodnot, které jsou přiměřeně přiřazeny.Nejistota je rozdělena do dvou typů hodnotících složek, A a B, podle způsobu jejich získání.Složka posouzení typu A je posouzení nejistoty provedené prostřednictvím statistické analýzy sérií pozorování a složka posouzení typu B je odhadnuta na základě zkušeností nebo jiných informací a předpokládá se, že existuje složka nejistoty představovaná přibližnou "směrodatnou odchylkou".
Ve většině případů se chyba vztahuje k chybě měření a její tradiční definice je rozdíl mezi výsledkem měření a skutečnou hodnotou naměřené hodnoty.Obvykle lze rozdělit do dvou kategorií: systematické chyby a náhodné chyby.Chyba objektivně existuje a měla by to být určitá hodnota, ale protože skutečná hodnota není ve většině případů známa, nelze skutečnou chybu přesně znát.Hledáme pouze nejlepší přiblížení pravdivostní hodnoty za určitých podmínek a nazýváme ji konvenční pravdivostní hodnotou.
Prostřednictvím pochopení tohoto konceptu můžeme vidět, že mezi nejistotou měření a chybou měření existují především následující rozdíly:
1. Rozdíly v účelech hodnocení:
Nejistota měření je určena k označení rozptylu naměřené hodnoty;
Účelem chyby měření je naznačit, do jaké míry se výsledky měření odchylují od skutečné hodnoty.
2. Rozdíl mezi výsledky hodnocení:
Nejistota měření je parametr bez znaménka vyjádřený směrodatnou odchylkou nebo násobky směrodatné odchylky nebo poloviční šířkou intervalu spolehlivosti.Je hodnocen lidmi na základě informací, jako jsou experimenty, data a zkušenosti.Lze jej kvantitativně stanovit dvěma typy metod hodnocení, A a B. ;
Chyba měření je hodnota s kladným nebo záporným znaménkem.Jeho hodnota je výsledek měření mínus naměřená skutečná hodnota.Protože skutečná hodnota není známa, nelze ji přesně získat.Když se místo skutečné hodnoty použije konvenční skutečná hodnota, lze získat pouze odhadovanou hodnotu.
3. Rozdíl ovlivňujících faktorů:
Nejistotu měření získávají lidé analýzou a hodnocením, takže souvisí s tím, jak lidé měřené veličině rozumí, ovlivňují veličinu a proces měření;
Chyby měření existují objektivně, nejsou ovlivněny vnějšími faktory a nemění se s porozuměním lidí;
Proto by při provádění analýzy nejistoty měly být plně zváženy různé ovlivňující faktory a hodnocení nejistoty by mělo být ověřeno.Jinak v důsledku nedostatečné analýzy a odhadu může být odhadovaná nejistota velká, když je výsledek měření velmi blízký skutečné hodnotě (to znamená, že chyba je malá), nebo může být daná nejistota velmi malá, když je chyba měření ve skutečnosti velký.
4. Povahové rozdíly:
Obecně je zbytečné rozlišovat vlastnosti nejistoty měření a složek nejistoty.Pokud je třeba je rozlišovat, měly by být vyjádřeny jako: „složky nejistoty zavedené náhodnými efekty“ a „složky nejistoty zavedené systémovými efekty“;
Chyby měření lze podle vlastností rozdělit na chyby náhodné a chyby systematické.Podle definice jsou náhodné chyby i systematické chyby ideálními pojmy v případě nekonečně mnoha měření.
5. Rozdíl mezi korekcí výsledků měření:
Samotný termín „nejistota“ implikuje odhadnutelnou hodnotu.Neodkazuje na konkrétní a přesnou hodnotu chyby.I když to lze odhadnout, nelze to použít ke korekci hodnoty.Nejistotu způsobenou nedokonalými korekcemi lze uvažovat pouze v nejistotě korigovaných výsledků měření.
Pokud je známa odhadovaná hodnota systémové chyby, může být výsledek měření opraven, aby se získal opravený výsledek měření.
Po korekci velikosti se může přiblížit skutečné hodnotě, ale její nejistota se nejen nesníží, ale někdy se zvětší.Je to hlavně proto, že nemůžeme přesně vědět, kolik je skutečná hodnota, ale můžeme pouze odhadnout, do jaké míry jsou výsledky měření blízké nebo vzdálené od skutečné hodnoty.
Přestože nejistota měření a chyba mají výše uvedené rozdíly, stále spolu úzce souvisí.Koncept nejistoty je aplikací a rozšířením teorie chyb a analýza chyb je stále teoretickým základem pro hodnocení nejistoty měření, zejména při odhadu složek typu B, analýza chyb je neoddělitelná.Charakteristiky měřidel lze například popsat jako největší dovolená chyba, chyba indikace apod. Mezní hodnota dovolené chyby měřidla uvedená v technických specifikacích a předpisech se nazývá "největší dovolená chyba" resp. "povolený limit chyb".Je to přípustný rozsah chyby indikace stanovený výrobcem pro určitý typ přístroje, nikoli skutečná chyba určitého přístroje.Maximální dovolená chyba měřicího přístroje je uvedena v návodu k přístroji a je vyjádřena znaménkem plus nebo mínus, je-li vyjádřena jako číselná hodnota, obvykle vyjádřená absolutní chybou, relativní chybou, referenční chybou nebo jejich kombinací.Například±0,1PV,±1% atd. Maximální dovolená chyba měřicího přístroje není nejistota měření, ale může být použita jako základ pro vyhodnocení nejistoty měření.Nejistotu vnesenou měřicím přístrojem do výsledku měření lze vyhodnotit podle maximální dovolené chyby přístroje podle metody hodnocení typu B.Dalším příkladem je rozdíl mezi indikační hodnotou měřicího přístroje a dohodnutou skutečnou hodnotou odpovídajícího vstupu, což je indikační chyba měřicího přístroje.U fyzických měřicích nástrojů je uváděnou hodnotou jejich jmenovitá hodnota.Obvykle se jako dohodnutá skutečná hodnota (často nazývaná kalibrační hodnota nebo standardní hodnota) používá hodnota poskytnutá nebo reprodukovaná měřícím standardem vyšší úrovně.Při ověřovacích pracích, kdy rozšířená nejistota etalonové hodnoty daná etalonem měření je 1/3 až 1/10 největší dovolené chyby zkoušeného přístroje a chyba indikace zkoušeného přístroje je v rámci stanovené maximální dovolené chyby. chyba, lze ji hodnotit jako kvalifikovanou.
Čas odeslání: 10. srpna 2023
