Tiểu sử Đặc điểm Phân tích

Xử lý kết quả của các phép đo trực tiếp. Đo lường độ chính xác

Giới thiệu …………………………………………………………………………… 3

Sai số đo lường ……………………………………………………… .. 4

Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo …………………………… 8

Kết luận ………………………………………………………………………… .9

Danh sách tài liệu đã sử dụng ………………………………………… ..11

Giới thiệu

Đo lường với tư cách là một ngành khoa học và là một lĩnh vực hoạt động thực tiễn của con người có nguồn gốc từ xa xưa. Trong suốt quá trình phát triển của xã hội loài người, các phép đo là cơ sở của mối quan hệ của con người với nhau, với các vật thể xung quanh và với thiên nhiên. Đồng thời, phát triển một số ý tưởng về kích thước, hình dạng, tính chất của các sự vật, hiện tượng cũng như các quy tắc và phương pháp so sánh chúng.

Theo thời gian và sự phát triển của sản xuất, các yêu cầu về chất lượng của thông tin đo lường đã trở nên nghiêm ngặt hơn, điều này cuối cùng dẫn đến việc tạo ra một hệ thống đo lường hỗ trợ hoạt động của con người.
Trong bài báo này, chúng tôi sẽ xem xét một trong những lĩnh vực hỗ trợ đo lường - đo lường hỗ trợ chứng nhận và tiêu chuẩn hóa sản phẩm tại Liên bang Nga.

Lỗi đo lường

Đo lường là khoa học về các phép đo, các phương pháp, phương tiện đảm bảo sự thống nhất của chúng và các cách thức để đạt được độ chính xác cần thiết.

Đo lường - tìm giá trị của một đại lượng vật lý theo kinh nghiệm bằng cách sử dụng các công cụ đặc biệt.

Giá trị của một đại lượng vật lý là một đánh giá định lượng, tức là một số được biểu thị bằng các đơn vị nhất định được chấp nhận cho một số lượng nhất định. Sai lệch của kết quả đo so với giá trị thực của một đại lượng vật lý được gọi là sai số đo:

trong đó A là giá trị đo được, A0 là giá trị thực.

Vì giá trị thực là chưa biết, nên sai số đo được ước tính dựa trên các đặc tính của thiết bị, các điều kiện của thí nghiệm và phân tích kết quả thu được.

Thông thường các đối tượng nghiên cứu có một tập hợp các thuộc tính vô hạn. Các thuộc tính như vậy được gọi là thiết yếu hoặc cơ bản. Việc lựa chọn các thuộc tính thiết yếu được gọi là sự lựa chọn của mô hình đối tượng. Để chọn một mô hình có nghĩa là thiết lập các đại lượng đo được, được lấy làm tham số của mô hình.

Sự lý tưởng hóa hiện diện trong quá trình xây dựng mô hình gây ra sự khác biệt giữa tham số mô hình và thuộc tính thực của đối tượng. Điều này dẫn đến lỗi. Đối với các phép đo, sai số cần thiết phải nhỏ hơn định mức cho phép.

Các loại, phương pháp và phương pháp đo.

Tùy thuộc vào phương pháp xử lý dữ liệu thực nghiệm, các phép đo trực tiếp, gián tiếp, tích lũy và kết hợp được phân biệt.

Đường thẳng - phép đo trong đó giá trị mong muốn của một đại lượng được tìm thấy trực tiếp từ dữ liệu thực nghiệm (đo điện áp bằng vôn kế).

Gián tiếp - phép đo trong đó giá trị mong muốn của một đại lượng được tính toán từ kết quả của phép đo trực tiếp các đại lượng khác (độ lợi của bộ khuếch đại được tính toán từ các giá trị đo được của điện áp đầu vào và đầu ra).

Kết quả thu được trong quá trình đo một đại lượng vật lý trong một khoảng thời gian nhất định là một quan sát. Tùy thuộc vào thuộc tính của đối tượng được nghiên cứu, đặc tính của phương tiện, thiết bị đo và các lý do khác, phép đo được thực hiện với quan sát đơn lẻ hoặc nhiều lần. Trong trường hợp thứ hai, xử lý thống kê các quan sát được yêu cầu để thu được kết quả đo và các phép đo được gọi là thống kê.

Tùy thuộc vào độ chính xác của ước tính sai số, các phép đo được phân biệt với ước tính sai số chính xác hoặc gần đúng. Trong trường hợp thứ hai, dữ liệu chuẩn hóa trên các phương tiện được tính đến và các điều kiện đo được ước tính gần đúng. Hầu hết các phép đo này. Phương pháp đo - một tập hợp các phương tiện và phương pháp áp dụng chúng.

Giá trị số của giá trị đo được xác định bằng cách so sánh nó với một giá trị đã biết - một số đo.

Kỹ thuật đo - một tập hợp các thao tác và quy tắc đã được thiết lập, việc thực hiện trong đó đảm bảo rằng kết quả đo đạt được phù hợp với phương pháp đã chọn.

Đo lường là nguồn thông tin duy nhất về các thuộc tính của các đối tượng và hiện tượng vật lý. Chuẩn bị cho các phép đo bao gồm:

phân tích nhiệm vụ;

tạo điều kiện cho phép đo;

Lựa chọn phương tiện và phương pháp đo;

đào tạo vận hành;

thử nghiệm các dụng cụ đo lường.

Độ tin cậy của kết quả đo phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phép đo.

Điều kiện là một tập hợp các giá trị ảnh hưởng đến ý nghĩa của kết quả đo. Các đại lượng ảnh hưởng được chia thành các nhóm sau: khí hậu, điện và từ (dao động của dòng điện, điện áp trong mạng), tải ngoài (rung động, tải xung kích, tiếp điểm bên ngoài của thiết bị). Đối với các khu vực đo cụ thể, các điều kiện bình thường thống nhất được thiết lập. Giá trị của một đại lượng vật chất tương ứng với giá trị thông thường được gọi là danh nghĩa. Khi thực hiện các phép đo chính xác, thiết bị bảo vệ đặc biệt được sử dụng để đảm bảo các điều kiện bình thường.

Việc tổ chức các phép đo có tầm quan trọng lớn để thu được một kết quả đáng tin cậy. Điều này phần lớn phụ thuộc vào trình độ của người vận hành, đào tạo kỹ thuật và thực hành của anh ta, thử nghiệm các dụng cụ đo trước khi bắt đầu quá trình đo, cũng như kỹ thuật đo đã chọn. Trong quá trình đo, người vận hành phải:

Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc với các dụng cụ đo lường;

theo dõi các điều kiện đo và duy trì chúng ở một chế độ nhất định;

ghi chép cẩn thận các bài đọc theo mẫu mà chúng được nhận;

Ghi lại các bài đọc có số chữ số sau dấu thập phân nhiều hơn yêu cầu trong kết quả cuối cùng hai chữ số;

Xác định nguồn có thể có của sai số hệ thống.

Người ta thường chấp nhận rằng sai số làm tròn khi thực hiện phép đọc của người vận hành không được thay đổi chữ số có nghĩa cuối cùng của sai số của kết quả đo cuối cùng. Thông thường nó được lấy bằng 10% sai số cho phép của kết quả đo cuối cùng. Nếu không, số phép đo được tăng lên để sai số làm tròn thỏa mãn điều kiện đã chỉ định. Sự thống nhất của các phép đo giống nhau được đảm bảo bằng các quy tắc và phương pháp thống nhất để thực hiện chúng.

Thực hiện các phép đo.

Các thuật ngữ được chia thành sai số của phép đo, sai số chuyển đổi, sai số so sánh, sai số sửa chữa kết quả. Tùy thuộc vào nguồn xảy ra, có thể có:

Lỗi phương pháp (do sự tương ứng không đầy đủ của thuật toán được thông qua với định nghĩa toán học của tham số);

lỗi công cụ (do thực tế là thuật toán được thông qua không thể được triển khai chính xác trong thực tế);

sai số bên ngoài - do điều kiện thực hiện phép đo;

· Lỗi chủ quan - do người vận hành đưa ra (lựa chọn sai mô hình, lỗi đọc, nội suy, v.v.).

Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng quỹ, có:

· Lỗi chính của công cụ, xảy ra trong điều kiện bình thường (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, điện áp cung cấp, v.v.), do GOST chỉ định;

lỗi bổ sung xảy ra khi các điều kiện khác với bình thường.

Tùy thuộc vào bản chất của hoạt động của đại lượng đo, có:

sai số tĩnh - sai số của dụng cụ khi đo một giá trị không đổi;

· Lỗi thiết bị đo lường ở chế độ động. Nó xảy ra khi đo một đại lượng thay đổi theo thời gian, do thực tế là thời gian của các quá trình quá độ trong thiết bị lớn hơn khoảng đo của đại lượng được đo. Sai số động được định nghĩa là sự khác biệt giữa sai số đo ở chế độ động và sai số tĩnh.

Theo các mô hình biểu hiện, chúng phân biệt:

· Sai số hệ thống - không đổi về độ lớn và dấu hiệu, biểu hiện trong các phép đo lặp lại (sai số thang đo, sai số nhiệt độ, v.v.);

sai số ngẫu nhiên - thay đổi theo quy luật ngẫu nhiên với các phép đo lặp lại có cùng giá trị;

Sai sót tổng hợp (bỏ sót) là kết quả của sự cẩu thả hoặc trình độ của người vận hành thấp, các tác động bên ngoài không mong muốn.

Theo cách thể hiện, họ phân biệt:

Sai số đo tuyệt đối, được xác định bằng đơn vị của đại lượng đo, là hiệu số giữa kết quả đo A và giá trị thực A 0:

Sai số tương đối - là tỷ số giữa sai số đo tuyệt đối với giá trị thực:

Vì A 0 \ u003d A n nên trong thực tế, thay vì A 0, A p được thay thế.

Sai số tuyệt đối của dụng cụ đo

Δ n \ u003d A n -A 0,

trong đó A p - số đọc thiết bị;

Lỗi tương đối của thiết bị:

Sai số giảm của thiết bị đo

trong đó L là giá trị chuẩn hóa bằng giá trị cuối cùng của phần làm việc của thang đo, nếu dấu 0 nằm trên cạnh của thang đo; tổng số học của các giá trị cuối của thang đo (bỏ qua dấu), nếu dấu 0 nằm bên trong bộ phận làm việc của thang đo; toàn bộ chiều dài của thang đo logarit hoặc hypebol.

Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo

Độ chính xác của phép đo - mức độ gần đúng của phép đo với giá trị thực của đại lượng.

Độ tin cậy là một đặc điểm của kiến ​​thức được chứng minh, chứng minh, đúng sự thật. Trong khoa học tự nhiên thực nghiệm, kiến ​​thức đáng tin cậy được coi là kiến ​​thức đã được ghi lại trong quá trình quan sát và thí nghiệm. Tiêu chí đầy đủ và sâu sắc nhất cho độ tin cậy của tri thức là thực tiễn lịch sử xã hội. Kiến thức đáng tin cậy nên được phân biệt với kiến ​​thức xác suất, sự tương ứng của kiến ​​thức đó với thực tế chỉ được khẳng định như một đặc điểm có thể có.

Độ tin cậy của phép đo là một chỉ số đánh giá mức độ tin cậy vào kết quả của phép đo, nghĩa là xác suất sai lệch của phép đo so với giá trị thực tế. Độ chính xác và độ tin cậy của phép đo được xác định bởi sai số do sự không hoàn hảo của phương pháp và phương tiện đo, tính kỹ lưỡng của thí nghiệm, đặc điểm chủ quan và trình độ của người thí nghiệm và các yếu tố khác.

Hệ thống trạng thái của các thiết bị.

Yêu cầu ngày càng cao về số lượng và chất lượng của các dụng cụ đo lường phục vụ nhu cầu của nền kinh tế quốc dân đã dẫn đến sự ra đời của Hệ thống Nhà nước về Dụng cụ Công nghiệp và Thiết bị Tự động hóa (GSP). GSP là một bộ sản phẩm được sử dụng trong công nghiệp như một phương tiện kỹ thuật của các hệ thống tự động và tự động để theo dõi, đo lường, điều chỉnh và kiểm soát các quá trình công nghệ (APCS). Với sự trợ giúp của các phương tiện GSP, các đại lượng được đo lường và điều chỉnh: không gian và thời gian, cơ, điện, từ, nhiệt và ánh sáng.

Sự phát triển của khoa học công nghệ khiến vai trò của các phép đo ngày càng gia tăng. Số lượng phương tiện và phương pháp đo không ngừng tăng lên, trong khi điều quan trọng là sự phát triển định lượng và định tính của đo lường phải diễn ra trong khuôn khổ của sự thống nhất của phép đo, được hiểu là sự trình bày kết quả theo đơn vị pháp lý, biểu thị giá trị. và đặc điểm của lỗi.

Sự kết luận

Không chỉ các nhà đo lường tham gia vào các hoạt động hỗ trợ đo lường, tức là cá nhân hoặc tổ chức chịu trách nhiệm về tính đồng nhất của các phép đo, mà còn là mọi chuyên gia: với tư cách là người tiêu thụ thông tin định lượng, về độ tin cậy mà họ quan tâm, hoặc với tư cách là người tham gia vào quá trình thu thập và cung cấp các phép đo.

Hiện trạng của hệ thống hỗ trợ đo lường đòi hỏi các chuyên gia có trình độ chuyên môn cao. Không thể chuyển giao kinh nghiệm nước ngoài một cách máy móc cho điều kiện trong nước và các chuyên gia cần có tầm nhìn đủ rộng để tiếp cận một cách sáng tạo việc xây dựng và thông qua các quyết định sáng tạo dựa trên thông tin đo lường. Điều này không chỉ áp dụng cho người lao động trong lĩnh vực sản xuất. Kiến thức trong lĩnh vực đo lường cũng rất quan trọng đối với các chuyên gia bán hàng, nhà quản lý, nhà kinh tế, những người phải sử dụng thông tin đo lường đáng tin cậy trong các hoạt động của họ.


Trong trường hợp chung, quy trình xử lý kết quả của các phép đo trực tiếp như sau (giả định rằng không có sai số hệ thống).

Trường hợp 1 Số lượng phép đo nhỏ hơn năm.

1) Theo công thức (6), kết quả trung bình là x, được định nghĩa là trung bình cộng của kết quả của tất cả các phép đo, tức là

2) Theo công thức (12), sai số tuyệt đối của các phép đo riêng lẻ được tính

.

3) Theo công thức (14), sai số tuyệt đối trung bình được xác định

.

4) Theo công thức (15), sai số tương đối trung bình của kết quả đo được tính

.

5) Ghi lại kết quả cuối cùng theo mẫu sau:

, tại
.

Trường hợp 2. Số lượng phép đo là hơn năm.

1) Theo công thức (6), kết quả trung bình là

.

2) Theo công thức (12), sai số tuyệt đối của các phép đo riêng lẻ được xác định

.

3) Theo công thức (7), sai số bình phương trung bình của một phép đo đơn lẻ được tính

.

4) Tính độ lệch chuẩn cho giá trị trung bình của giá trị đo được theo công thức (9).

.

5) Kết quả cuối cùng được ghi lại dưới dạng sau

.

Đôi khi sai số đo ngẫu nhiên có thể nhỏ hơn giá trị mà thiết bị đo (dụng cụ) có thể đăng ký. Trong trường hợp này, đối với bất kỳ số lượng phép đo nào cũng thu được kết quả tương tự. Trong những trường hợp như vậy, như sai số tuyệt đối trung bình
lấy một nửa số chia tỷ lệ của dụng cụ (công cụ). Giá trị này đôi khi được gọi là sai số giới hạn hoặc công cụ và được ký hiệu là
(đối với dụng cụ vernier và đồng hồ bấm giờ
bằng độ chính xác của dụng cụ).

Đánh giá độ tin cậy của kết quả đo

Trong bất kỳ thí nghiệm nào, số lần đo của một đại lượng vật lý luôn bị giới hạn vì lý do này hay lý do khác. Quá hạn Vớiđây có thể là nhiệm vụ đánh giá độ tin cậy của kết quả. Nói cách khác, xác định với xác suất có thể lập luận rằng sai số thực hiện trong trường hợp này không vượt quá giá trị định trước ε. Xác suất này được gọi là xác suất tin cậy. Hãy biểu thị nó bằng một chữ cái.

Một bài toán nghịch đảo cũng có thể được đặt ra: xác định ranh giới của khoảng
để với một xác suất nhất định có thể lập luận rằng giá trị thực của các phép đo đại lượng sẽ không vượt quá khoảng tin cậy được chỉ định.

Khoảng tin cậy đặc trưng cho độ chính xác của kết quả thu được và khoảng tin cậy đặc trưng cho độ tin cậy của nó. Các phương pháp giải hai nhóm vấn đề này đều có sẵn và đã được phát triển cụ thể chi tiết cho trường hợp sai số đo được phân bố theo quy luật thông thường. Lý thuyết xác suất cũng cung cấp các phương pháp xác định số lượng thí nghiệm (các phép đo lặp lại) cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cho trước của kết quả mong đợi. Trong công việc này, các phương pháp này không được xem xét (chúng tôi sẽ hạn chế đề cập đến chúng), vì các nhiệm vụ như vậy thường không được đặt ra khi thực hiện công việc trong phòng thí nghiệm.

Tuy nhiên, mối quan tâm đặc biệt là trường hợp đánh giá độ tin cậy của kết quả đo các đại lượng vật lý với một số lượng rất nhỏ các phép đo lặp lại. Ví dụ,
. Đây chính xác là trường hợp mà chúng ta thường gặp trong việc thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm trong vật lý. Khi giải các bài toán dạng này, nên sử dụng phương pháp dựa trên phân phối Student (định luật).

Để thuận tiện cho việc áp dụng thực tế của phương pháp đang được xem xét, có các bảng mà bạn có thể xác định khoảng tin cậy
tương ứng với một mức độ tin cậy cho trước hoặc giải bài toán nghịch đảo.

Dưới đây là những phần của bảng được đề cập có thể được yêu cầu khi đánh giá kết quả của phép đo trong các lớp trong phòng thí nghiệm.

Ví dụ, để sản xuất các phép đo bằng nhau (trong cùng điều kiện) của một số đại lượng vật lý và tính giá trị trung bình của nó . Nó được yêu cầu để tìm khoảng tin cậy tương ứng với mức độ tin cậy đã cho . Vấn đề thường được giải quyết theo cách sau đây.

Theo công thức, tính đến (7), tính

Sau đó, đối với các giá trị đã cho N và tìm theo bảng (Bảng 2) giá trị . Giá trị bạn đang tìm kiếm được tính toán dựa trên công thức

(16)

Khi giải bài toán nghịch đảo, tham số được tính đầu tiên bằng công thức (16). Giá trị mong muốn của xác suất tin cậy được lấy từ bảng (Bảng 3) cho một số nhất định và tham số được tính toán .

Ban 2. Giá trị tham số cho một số thử nghiệm nhất định

và mức độ tự tin

bàn số 3 Giá trị của xác suất tin cậy cho một số thử nghiệm nhất định N và tham số ε

Các tính chất chính quyết định chất lượng của phép đo. Tính thống nhất, độ chính xác và độ tin cậy của các phép đo

Độ chính xác của các phép đo- chất lượng của phép đo, phản ánh độ gần của kết quả với giá trị thực của đại lượng đo (độ gần bằng không của sai số của kết quả đo). Độ chính xác của phép đo cao tương ứng với các sai số nhỏ của tất cả các loại, cả hệ thống và ngẫu nhiên. Về mặt định lượng, độ chính xác có thể được biểu thị bằng nghịch đảo của môđun của sai số tương đối.

Sự thống nhất của các phép đo- trạng thái của phép đo, trong đó kết quả của chúng được biểu thị bằng đơn vị pháp lý và sai số đo được biết với một xác suất cho trước.

Dưới tính đồng nhất của các dụng cụ đo lường hiểu trạng thái của các dụng cụ đo lường, được đặc trưng bởi thực tế là chúng được chia độ theo đơn vị pháp lý và các đặc tính đo lường của chúng tuân thủ các tiêu chuẩn. Tính đồng nhất của các dụng cụ đo là điều kiện cần nhưng không đủ để duy trì tính đồng nhất của các phép đo.

Đo đạc- tìm giá trị của một đại lượng vật lý theo kinh nghiệm bằng cách sử dụng các phương tiện kỹ thuật đặc biệt (GOST 16263 -70).

Kết quả đo nhận được với một số sai số. Để đánh giá sơ bộ (định tính) giá trị và bản chất của sai số, các thuộc tính phổ biến nhất của phép đo được sử dụng, chẳng hạn như độ chính xác, độ đúng, độ hội tụ và độ tái lập của phép đo.

Độ chính xác của các phép đo- chất lượng của phép đo, phản ánh mức độ gần của kết quả với giá trị thực của đại lượng đo. Độ chính xác của phép đo cao tương ứng với các sai số nhỏ của tất cả các loại, cả hệ thống và ngẫu nhiên. Về mặt định lượng, độ chính xác có thể được biểu thị bằng nghịch đảo của môđun của sai số tương đối.

Độ đúng của các phép đo là chất lượng của phép đo, phản ánh mức độ gần bằng không của sai số hệ thống trong kết quả của chúng.

Sự hội tụ của các phép đo- chất lượng của phép đo, phản ánh mức độ gần nhau của các kết quả đo được thực hiện trong cùng điều kiện. Mức độ hội tụ đo lường cao tương ứng với các giá trị nhỏ của sai số ngẫu nhiên trong nhiều phép đo của cùng một đại lượng vật lý sử dụng cùng một kỹ thuật đo. Là một ước lượng đơn giản của sự hội tụ, một tham số như phạm vi kết quả đo trong một chuỗi nhất định có thể được sử dụng. R = Xmax - Xmin.

Độ tái lập phép đo- chất lượng của các phép đo, phản ánh mức độ gần nhau của các kết quả đo được thực hiện trong các điều kiện khác nhau (ở những thời điểm khác nhau, ở những nơi khác nhau, bằng những phương pháp và phương tiện khác nhau).

Có thể đánh giá độ tái lập của các phép đo, ví dụ, sau khi thực hiện một số loạt phép đo lặp lại của cùng một đại lượng vật lý bằng cách sử dụng các kỹ thuật đo khác nhau.

Các biểu diễn hình học của phạm vi R của kết quả đo có thể nhận được bằng cách sử dụng âm mưu phân tán kết quả của nhiều phép đo của cùng một đại lượng vật lý, được xây dựng trong hệ tọa độ "giá trị đo X - số đo N" ở bất kỳ thang đo thuận tiện nào. Biểu đồ phân tán trong một số trường hợp cho phép bạn đưa ra một số đánh giá về tính đúng đắn của các phép đo

HỌC VIỆN KINH TẾ VÀ DỊCH VỤ NHÀ NƯỚC SAINT PETERSBURG

kỷ luật: "Đo lường, tiêu chuẩn hóa, chứng nhận"

về chủ đề: “Sai số đo lường. Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo »

Đã thực hiện:

Khóa học: 3, bộ phận thư tín

Chuyên ngành: Kinh tế và quản lý doanh nghiệp (y tế)

Petersburg, 2008

Giới thiệu 3

Độ không đảm bảo đo 4

Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo 9

Kết luận 11

Tài liệu tham khảo 12

Giới thiệu

Đo lường với tư cách là một ngành khoa học và là một lĩnh vực hoạt động thực tiễn của con người có nguồn gốc từ xa xưa. Trong suốt quá trình phát triển của xã hội loài người, các phép đo là cơ sở của mối quan hệ của con người với nhau, với các vật thể xung quanh và với thiên nhiên. Đồng thời, phát triển một số ý tưởng về kích thước, hình dạng, tính chất của các sự vật, hiện tượng cũng như các quy tắc và phương pháp so sánh chúng.

Theo thời gian và sự phát triển của sản xuất, các yêu cầu về chất lượng của thông tin đo lường đã trở nên nghiêm ngặt hơn, điều này cuối cùng dẫn đến việc tạo ra một hệ thống đo lường hỗ trợ hoạt động của con người.
Trong bài báo này, chúng tôi sẽ xem xét một trong những lĩnh vực hỗ trợ đo lường - đo lường hỗ trợ chứng nhận và tiêu chuẩn hóa sản phẩm tại Liên bang Nga.

Lỗi đo lường

Đo lường là khoa học về các phép đo, các phương pháp, phương tiện đảm bảo sự thống nhất của chúng và các cách thức để đạt được độ chính xác cần thiết.

Đo lường - tìm giá trị của một đại lượng vật lý theo kinh nghiệm bằng cách sử dụng các công cụ đặc biệt.

Giá trị của một đại lượng vật lý là một đánh giá định lượng, tức là một số được biểu thị bằng các đơn vị nhất định được chấp nhận cho một số lượng nhất định. Sai lệch của kết quả đo so với giá trị thực của một đại lượng vật lý được gọi là sai số đo:

trong đó A là giá trị đo được, A0 là giá trị thực.

Vì giá trị thực là chưa biết, nên sai số đo được ước tính dựa trên các đặc tính của thiết bị, các điều kiện của thí nghiệm và phân tích kết quả thu được.

Thông thường các đối tượng nghiên cứu có một tập hợp các thuộc tính vô hạn. Các thuộc tính như vậy được gọi là thiết yếu hoặc cơ bản. Việc lựa chọn các thuộc tính thiết yếu được gọi là sự lựa chọn của mô hình đối tượng. Để chọn một mô hình có nghĩa là thiết lập các đại lượng đo được, được lấy làm tham số của mô hình.

Sự lý tưởng hóa hiện diện trong quá trình xây dựng mô hình gây ra sự khác biệt giữa tham số mô hình và thuộc tính thực của đối tượng. Điều này dẫn đến lỗi. Đối với các phép đo, sai số cần thiết phải nhỏ hơn định mức cho phép.

Các loại, phương pháp và phương pháp đo.

Tùy thuộc vào phương pháp xử lý dữ liệu thực nghiệm, các phép đo trực tiếp, gián tiếp, tích lũy và kết hợp được phân biệt.

Đường thẳng - phép đo trong đó giá trị mong muốn của một đại lượng được tìm thấy trực tiếp từ dữ liệu thực nghiệm (đo điện áp bằng vôn kế).

Gián tiếp - phép đo trong đó giá trị mong muốn của một đại lượng được tính toán từ kết quả của phép đo trực tiếp các đại lượng khác (độ lợi của bộ khuếch đại được tính toán từ các giá trị đo được của điện áp đầu vào và đầu ra).

Kết quả thu được trong quá trình đo một đại lượng vật lý trong một khoảng thời gian nhất định là một quan sát. Tùy thuộc vào thuộc tính của đối tượng được nghiên cứu, đặc tính của phương tiện, thiết bị đo và các lý do khác, phép đo được thực hiện với quan sát đơn lẻ hoặc nhiều lần. Trong trường hợp thứ hai, xử lý thống kê các quan sát được yêu cầu để thu được kết quả đo và các phép đo được gọi là thống kê.

Tùy thuộc vào độ chính xác của ước tính sai số, các phép đo được phân biệt với ước tính sai số chính xác hoặc gần đúng. Trong trường hợp thứ hai, dữ liệu chuẩn hóa trên các phương tiện được tính đến và các điều kiện đo được ước tính gần đúng. Hầu hết các phép đo này. Phương pháp đo - một tập hợp các phương tiện và phương pháp áp dụng chúng.

Giá trị số của giá trị đo được xác định bằng cách so sánh nó với một giá trị đã biết - một số đo.

Kỹ thuật đo - một tập hợp các thao tác và quy tắc đã được thiết lập, việc thực hiện trong đó đảm bảo rằng kết quả đo đạt được phù hợp với phương pháp đã chọn.

Đo lường là nguồn thông tin duy nhất về các thuộc tính của các đối tượng và hiện tượng vật lý. Chuẩn bị cho các phép đo bao gồm:

phân tích nhiệm vụ;

tạo điều kiện cho phép đo;

Lựa chọn phương tiện và phương pháp đo;

đào tạo vận hành;

thử nghiệm các dụng cụ đo lường.

Độ tin cậy của kết quả đo phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phép đo.

Điều kiện là một tập hợp các giá trị ảnh hưởng đến ý nghĩa của kết quả đo. Các đại lượng ảnh hưởng được chia thành các nhóm sau: khí hậu, điện và từ (dao động của dòng điện, điện áp trong mạng), tải ngoài (rung động, tải xung kích, tiếp điểm bên ngoài của thiết bị). Đối với các khu vực đo cụ thể, các điều kiện bình thường thống nhất được thiết lập. Giá trị của một đại lượng vật chất tương ứng với giá trị thông thường được gọi là danh nghĩa. Khi thực hiện các phép đo chính xác, thiết bị bảo vệ đặc biệt được sử dụng để đảm bảo các điều kiện bình thường.

Việc tổ chức các phép đo có tầm quan trọng lớn để thu được một kết quả đáng tin cậy. Điều này phần lớn phụ thuộc vào trình độ của người vận hành, đào tạo kỹ thuật và thực hành của anh ta, thử nghiệm các dụng cụ đo trước khi bắt đầu quá trình đo, cũng như kỹ thuật đo đã chọn. Trong quá trình đo, người vận hành phải:

Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc với các dụng cụ đo lường;

theo dõi các điều kiện đo và duy trì chúng ở một chế độ nhất định;

ghi chép cẩn thận các bài đọc theo mẫu mà chúng được nhận;

Ghi lại các bài đọc có số chữ số sau dấu thập phân nhiều hơn yêu cầu trong kết quả cuối cùng hai chữ số;

Xác định nguồn có thể có của sai số hệ thống.

Người ta thường chấp nhận rằng sai số làm tròn khi thực hiện phép đọc của người vận hành không được thay đổi chữ số có nghĩa cuối cùng của sai số của kết quả đo cuối cùng. Thông thường nó được lấy bằng 10% sai số cho phép của kết quả đo cuối cùng. Nếu không, số phép đo được tăng lên để sai số làm tròn thỏa mãn điều kiện đã chỉ định. Sự thống nhất của các phép đo giống nhau được đảm bảo bằng các quy tắc và phương pháp thống nhất để thực hiện chúng.

Thực hiện các phép đo.

Các thuật ngữ được chia thành sai số của phép đo, sai số chuyển đổi, sai số so sánh, sai số sửa chữa kết quả. Tùy thuộc vào nguồn xảy ra, có thể có:

Lỗi phương pháp (do sự tương ứng không đầy đủ của thuật toán được thông qua với định nghĩa toán học của tham số);

lỗi công cụ (do thực tế là thuật toán được thông qua không thể được triển khai chính xác trong thực tế);

sai số bên ngoài - do điều kiện thực hiện phép đo;

· Lỗi chủ quan - do người vận hành đưa ra (lựa chọn sai mô hình, lỗi đọc, nội suy, v.v.).

Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng quỹ, có:

· Lỗi chính của công cụ, xảy ra trong điều kiện bình thường (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, điện áp cung cấp, v.v.), do GOST chỉ định;

lỗi bổ sung xảy ra khi các điều kiện khác với bình thường.

Tùy thuộc vào bản chất của hoạt động của đại lượng đo, có:

sai số tĩnh - sai số của dụng cụ khi đo một giá trị không đổi;

· Lỗi thiết bị đo lường ở chế độ động. Nó xảy ra khi đo một đại lượng thay đổi theo thời gian, do thực tế là thời gian của các quá trình quá độ trong thiết bị lớn hơn khoảng đo của đại lượng được đo. Sai số động được định nghĩa là sự khác biệt giữa sai số đo ở chế độ động và sai số tĩnh.

Theo các mô hình biểu hiện, chúng phân biệt:

· Sai số hệ thống - không đổi về độ lớn và dấu hiệu, biểu hiện trong các phép đo lặp lại (sai số thang đo, sai số nhiệt độ, v.v.);

sai số ngẫu nhiên - thay đổi theo quy luật ngẫu nhiên với các phép đo lặp lại có cùng giá trị;

Sai sót tổng hợp (bỏ sót) là kết quả của sự cẩu thả hoặc trình độ của người vận hành thấp, các tác động bên ngoài không mong muốn.

Theo cách thể hiện, họ phân biệt:

Sai số đo tuyệt đối, được xác định bằng đơn vị của đại lượng đo, là hiệu số giữa kết quả đo A và giá trị thực A 0:

Sai số tương đối - là tỷ số giữa sai số đo tuyệt đối với giá trị thực:

Vì A 0 \ u003d A n nên trong thực tế, thay vì A 0, A p được thay thế.

Sai số tuyệt đối của dụng cụ đo

Δ n \ u003d A n -A 0,

trong đó A p - số đọc thiết bị;

Lỗi tương đối của thiết bị:

Sai số giảm của thiết bị đo

trong đó L là giá trị chuẩn hóa bằng giá trị cuối cùng của phần làm việc của thang đo, nếu dấu 0 nằm trên cạnh của thang đo; tổng số học của các giá trị cuối của thang đo (bỏ qua dấu), nếu dấu 0 nằm bên trong bộ phận làm việc của thang đo; toàn bộ chiều dài của thang đo logarit hoặc hypebol.

Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả đo

Độ chính xác của phép đo - mức độ gần đúng của phép đo với giá trị thực của đại lượng.

Độ tin cậy là một đặc điểm của kiến ​​thức được chứng minh, chứng minh, đúng sự thật. Trong khoa học tự nhiên thực nghiệm, kiến ​​thức đáng tin cậy được coi là kiến ​​thức đã được ghi lại trong quá trình quan sát và thí nghiệm. Tiêu chí đầy đủ và sâu sắc nhất cho độ tin cậy của tri thức là thực tiễn lịch sử xã hội. Kiến thức đáng tin cậy nên được phân biệt với kiến ​​thức xác suất, sự tương ứng của kiến ​​thức đó với thực tế chỉ được khẳng định như một đặc điểm có thể có.

Trang 1


Độ tin cậy của phép đo phụ thuộc nhiều vào việc xử lý chính xác các cuvet. Dấu vân tay, dầu mỡ và các chất bẩn khác thay đổi đáng kể khả năng truyền qua của chúng. Vì vậy, vệ sinh kỹ lưỡng cuvet trước và sau khi sử dụng là bắt buộc; trong trường hợp này, không dùng ngón tay chạm vào bề mặt của các cạnh. Trong mọi trường hợp, các cuvet không được làm khô trong lò nướng hoặc trên ngọn lửa; điều này có thể gây ra hư hỏng cơ học hoặc thay đổi chiều dài. Các cuvet phải được hiệu chuẩn theo hệ thống với nhau bằng dung dịch hấp thụ.

Độ tin cậy của các phép đo được định lượng bằng giá trị của sai số. Sai số đo là hiệu số âm hoặc dương giữa chỉ thị của dụng cụ đo và giá trị thực của đại lượng đo. Giá trị thực tế được thiết lập, với sự xấp xỉ lớn hơn hoặc nhỏ hơn, hoặc theo lời khai của một dụng cụ hoặc thiết bị khác, chính xác hơn, hoặc theo một cách nào đó, đáng tin cậy hơn. Vì vậy, ví dụ, nếu giá trị nhiệt độ thực tế được đặt là 108 C và thiết bị được thử nghiệm hiển thị 105 C, thì sai số của số đọc trên thiết bị là - 3 C.

Độ tin cậy của các phép đo đặc trưng cho mức độ tin cậy vào kết quả của các phép đo. Độ tin cậy của ước lượng sai số được xác định trên cơ sở các quy luật của lý thuyết xác suất và thống kê toán học. Điều này giúp cho từng trường hợp cụ thể có thể lựa chọn các phương tiện và phương pháp đo cho kết quả mà sai số không vượt quá giới hạn quy định với độ tin cậy cần thiết.

Độ tin cậy của các phép đo đặc trưng cho mức độ tin cậy vào các kết quả đo thu được. Điều này cho phép đối với từng trường hợp cụ thể có thể lựa chọn các phương pháp và dụng cụ đo lường cung cấp một kết quả với độ chính xác nhất định.

Độ tin cậy của các phép đo đặc trưng cho các khía cạnh hoàn toàn khác với độ tin cậy của các phép đo. Một phép đo có thể đáng tin cậy nhưng không đáng tin cậy. Cái sau đặc trưng cho độ chính xác của các phép đo liên quan đến những gì tồn tại trong thực tế. Ví dụ, một người trả lời được hỏi về thu nhập hàng năm của họ, dưới 25.000 đô la. Không muốn cho người phỏng vấn biết con số thật, người được hỏi báo cáo thu nhập hơn 10.000 đô la.


Độ tin cậy của phép đo được xác định bởi mức độ tin cậy trong kết quả và được đặc trưng bởi xác suất giá trị thực của giá trị đo được nằm trong các vùng lân cận được chỉ ra của giá trị thực.

Độ tin cậy của phép đo được xác định bằng mức độ tin cậy trong kết quả đo và được đặc trưng bởi xác suất giá trị thực của đại lượng đo nằm trong giới hạn quy định. Xác suất này được gọi là mức tin cậy.


Độ tin cậy của các phép đo phụ thuộc vào mức độ tin cậy của kết quả và được đặc trưng bởi xác suất giá trị thực của đại lượng đo được nằm trong các vùng lân cận được chỉ ra của giá trị thực.

Độ tin cậy của các phép đo được định lượng bằng giá trị của sai số.

Độ tin cậy của các phép đo là điều tối quan trọng, đặc biệt là khi giới thiệu các thiết bị tự động và hệ thống điều khiển tự động, khi nhà công nghệ về cơ bản không còn xử lý trực tiếp với vật liệu đã qua xử lý và không thể xác định bằng mắt hoặc bằng tay để xác định chất lượng của thành phẩm.

Độ tin cậy của kết quả đo bị giới hạn bởi các sai số do các thiếu sót khác nhau của thao tác lấy mẫu, hoạt động của bản thân máy sắc ký, hiệu suất của các thao tác riêng lẻ cụ thể cho biến thể được sử dụng và quá trình xử lý sắc ký đồ. Lấy mẫu là vấn đề cơ bản phổ biến nhất trong hóa học phân tích, và các trường hợp khác nhau cực kỳ khác nhau, điều này chắc chắn ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả phân tích. Vì các mẫu tương đối nhỏ thường được đưa vào máy sắc ký khí, nên không thể đánh giá quá mức tầm quan trọng của các nguồn sai sót trong việc chuẩn bị và thu thập mẫu đại diện. Tuy nhiên, vẫn có những trường hợp lỗi liên quan đến phần cứng đáng chú ý.