ข้อผิดพลาดคือการเบี่ยงเบนของผลการวัดจากมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณ ค่าจริงสามารถกำหนดได้โดยการวัดจำนวนมากเท่านั้น ในทางปฏิบัติ เป็นไปไม่ได้ที่จะนำไปใช้
สำหรับการวิเคราะห์ความเบี่ยงเบน ค่าที่ใกล้เคียงที่สุดกับค่าจริงถือเป็นค่าจริงของค่าที่วัดได้ ได้มาจากเครื่องมือและวิธีการวัดที่มีความแม่นยำสูง เพื่อความสะดวกในการวัด เพื่อให้แน่ใจถึงความเป็นไปได้ในการขจัดความเบี่ยงเบน จึงใช้การจำแนกประเภทข้อผิดพลาดต่างๆ พิจารณากลุ่มหลัก
วิธีการแสดงออก
ถ้าเราจำแนกข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัดบนพื้นฐานนี้ เราสามารถแยกแยะ:
- เบี่ยงเบนสัมบูรณ์ แสดงในหน่วยของปริมาณที่วัด
- ส่วนเบี่ยงเบนสัมพัทธ์ มันแสดงโดยอัตราส่วนของข้อผิดพลาดสัมบูรณ์และผลการวัดหรือมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณที่วัด
- ลดค่าเบี่ยงเบน มันเป็นข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ที่แสดงอัตราส่วนของค่าเบี่ยงเบนสัมบูรณ์ของเครื่องมือวัดและค่าที่ใช้เป็นตัวบ่งชี้คงที่ตลอดช่วงการวัดที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ทางเลือกของเขาขึ้นอยู่กับ GOST 8.09-84.
สำหรับเครื่องมือวัดหลายๆ ชนิด มีการกำหนดระดับความแม่นยำ ข้อผิดพลาดที่กำหนดถูกนำมาใช้เนื่องจากค่าสัมพัทธ์กำหนดลักษณะการเบี่ยงเบนเฉพาะที่จุดเฉพาะบนมาตราส่วนและขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของค่าที่วัดได้
เงื่อนไขและที่มา
ส่วนเบี่ยงเบนหลักและส่วนเพิ่มเติมจะแยกความแตกต่างในการจำแนกประเภทข้อผิดพลาดตามเกณฑ์เหล่านี้
แรกคือข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัดภายใต้สภาวะการใช้งานปกติ การเบี่ยงเบนหลักเกิดจากความไม่สมบูรณ์ของฟังก์ชันการแปลง ความไม่สมบูรณ์ของคุณสมบัติของอุปกรณ์ สิ่งเหล่านี้สะท้อนถึงความแตกต่างระหว่างฟังก์ชันการแปลงที่แท้จริงของอุปกรณ์ภายใต้สภาวะปกติและค่าเล็กน้อย (กำหนดไว้ในเอกสารข้อบังคับ (เงื่อนไขทางเทคนิค มาตรฐาน ฯลฯ))
ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเกิดขึ้นเมื่อค่าเบี่ยงเบนจากค่าปกติหรือเนื่องจากการเกินขอบเขตของพื้นที่ปกติ
เงื่อนไขปกติ
พารามิเตอร์ปกติต่อไปนี้ถูกกำหนดไว้ในเอกสารเชิงบรรทัดฐาน:
- อุณหภูมิอากาศ 20±5 องศา
- ความชื้นสัมพัทธ์ 65±15%.
- แรงดันเครือข่าย 220±4, 4 V.
- ความถี่กำลัง 50±1Hz.
- ไม่มีสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า
- ตำแหน่งแนวนอนของอุปกรณ์ที่มีความเบี่ยงเบน ±2 องศา
ระดับความแม่นยำ
ขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนของการเบี่ยงเบนสามารถแสดงเป็นข้อผิดพลาดแบบสัมพัทธ์ แบบสัมบูรณ์ หรือแบบลดลง เพื่อให้สามารถเลือกเครื่องมือวัดที่เหมาะสมที่สุดได้ การเปรียบเทียบจึงทำขึ้นตามลักษณะทั่วไป - ระดับความแม่นยำ ตามกฎแล้ว เป็นขีดจำกัดของค่าเบี่ยงเบนพื้นฐานและค่าเบี่ยงเบนเพิ่มเติมที่อนุญาต
ระดับความแม่นยำช่วยให้คุณเข้าใจข้อจำกัดของข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัดประเภทเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ไม่ถือเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงถึงความถูกต้องของการวัดที่ดำเนินการโดยเครื่องมือแต่ละชนิด ความจริงก็คือปัจจัยอื่นๆ (เงื่อนไข วิธีการ ฯลฯ) ก็มีอิทธิพลต่อการจำแนกประเภทของข้อผิดพลาดในการวัดเช่นกัน ต้องคำนึงถึงสถานการณ์นี้เมื่อเลือกเครื่องมือวัดโดยขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่ระบุสำหรับการทดลอง
ค่าของระดับความแม่นยำนั้นสะท้อนให้เห็นในเงื่อนไขทางเทคนิค มาตรฐาน หรือเอกสารข้อบังคับอื่นๆ พารามิเตอร์ที่ต้องการจะถูกเลือกจากช่วงมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น สำหรับอุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้า ค่าต่อไปนี้ถือเป็นบรรทัดฐาน: 0, 05, 0, 1, 0, 2 เป็นต้น
เมื่อทราบค่าของระดับความแม่นยำของเครื่องมือวัด คุณจะพบค่าเบี่ยงเบนสัมบูรณ์ที่อนุญาตสำหรับทุกส่วนของช่วงการวัด ตัวบ่งชี้นี้มักจะนำไปใช้กับมาตราส่วนของอุปกรณ์
ธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลง
คุณลักษณะนี้ใช้ในการจำแนกข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ ความเบี่ยงเบนเหล่านี้ยังคงอยู่คงที่หรือเปลี่ยนแปลงตามรูปแบบบางอย่างเมื่อทำการวัด จัดสรรในประเภทนี้และประเภทของข้อผิดพลาดที่มีลักษณะเป็นระบบ ซึ่งรวมถึง: เครื่องมือ อัตนัย วิธีการและอื่น ๆ เบี่ยงเบน
หากข้อผิดพลาดของระบบเข้าใกล้ศูนย์ สถานการณ์นี้เรียกว่าความถูกต้อง
ในการจำแนกข้อผิดพลาดในการวัดในมาตรวิทยา การเบี่ยงเบนแบบสุ่มก็แยกความแตกต่างเช่นกัน ไม่สามารถคาดเดาเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มไม่รับผิดชอบ ไม่สามารถแยกออกจากกระบวนการวัดได้ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มมีผลกระทบอย่างมากต่อผลการวิจัย ความเบี่ยงเบนสามารถลดลงได้โดยการวัดซ้ำด้วยการประมวลผลทางสถิติที่ตามมาของผลลัพธ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ค่าเฉลี่ยที่ได้จากการปรับแต่งซ้ำๆ จะใกล้เคียงกับพารามิเตอร์จริงมากกว่าที่ได้จากการวัดครั้งเดียว เมื่อค่าเบี่ยงเบนแบบสุ่มใกล้กับศูนย์ พวกเขาจะพูดถึงการบรรจบกันของตัวบ่งชี้ของอุปกรณ์วัด
อีกกลุ่มของข้อผิดพลาดในการจัดหมวดหมู่ - คิดถึง ตามกฎแล้วมีความเกี่ยวข้องโดยมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นจากผู้ปฏิบัติงานหรือไม่คำนึงถึงอิทธิพลของปัจจัยภายนอก พลาดมักจะถูกแยกออกจากผลการวัด, ไม่ถูกนำมาพิจารณาเมื่อประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ
ขึ้นอยู่กับขนาด
ความเบี่ยงเบนอาจไม่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่วัดได้หรือเป็นสัดส่วนกับมัน ดังนั้นในการจำแนกข้อผิดพลาดในมาตรวิทยา สารเติมแต่ง และคูณค่าเบี่ยงเบน
หลังนี้เรียกอีกอย่างว่าข้อผิดพลาดด้านความไว ค่าเบี่ยงเบนเพิ่มเติมมักจะปรากฏขึ้นเนื่องจากปิ๊กอัพ การสั่นสะเทือนในส่วนรองรับ การเสียดสี และเสียงรบกวน ข้อผิดพลาดแบบทวีคูณเกี่ยวข้องกับความไม่สมบูรณ์ของการปรับแต่ละส่วนของเครื่องมือวัด ในทางกลับกัน อาจเกิดได้จากหลายสาเหตุ รวมทั้งทางกายภาพและความล้าสมัยของอุปกรณ์
การทำให้เป็นมาตรฐาน
ดำเนินการขึ้นอยู่กับส่วนเบี่ยงเบนที่มีนัยสำคัญ หากข้อผิดพลาดของการเติมมีนัยสำคัญ ขีดจำกัดจะถูกทำให้เป็นมาตรฐานในรูปแบบของค่าเบี่ยงเบนที่ลดลง หากเป็นการคูณ จะใช้สูตรสำหรับขนาดสัมพัทธ์ของการเปลี่ยนแปลง
นี่คือวิธีการทำให้เป็นมาตรฐานซึ่งตัวชี้วัดทั้งสองมีค่าเท่ากัน นั่นคือ ขีดจำกัดของความแตกต่างหลักที่อนุญาตจะแสดงในสูตรสองภาคการศึกษา ดังนั้น ตัวบ่งชี้ระดับความแม่นยำยังประกอบด้วยตัวเลข 2 ตัว c และ d เป็นเปอร์เซ็นต์ โดยคั่นด้วยเครื่องหมายทับ ตัวอย่างเช่น 0.2/0.01 ตัวเลขแรกแสดงถึงข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ภายใต้สภาวะปกติ ตัวบ่งชี้ที่สองแสดงลักษณะการเพิ่มขึ้นด้วยการเพิ่มขึ้นของค่า X นั่นคือสะท้อนถึงอิทธิพลของข้อผิดพลาดในการเติม
ไดนามิกของการเปลี่ยนแปลงในตัวบ่งชี้ที่วัดได้
ในทางปฏิบัติ จะใช้การจำแนกประเภทข้อผิดพลาด ซึ่งสะท้อนถึงธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในปริมาณที่วัด มันเกี่ยวข้องกับการแยกส่วนเบี่ยงเบน:
- คงที่ ข้อผิดพลาดดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อวัดการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ หรือไม่เปลี่ยนเลย
- ไดนามิก. จะปรากฏขึ้นเมื่อวัดปริมาณทางกายภาพที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามเวลา
ส่วนเบี่ยงเบนไดนามิกเกิดจากความเฉื่อยของอุปกรณ์
คุณลักษณะของการประมาณค่าเบี่ยงเบน
วิธีที่ทันสมัยในการวิเคราะห์และจำแนกข้อผิดพลาดอยู่บนพื้นฐานของหลักการที่รับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับความสม่ำเสมอของการวัด
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการประเมินและการวิจัย จะมีการอธิบายส่วนเบี่ยงเบนโดยใช้แบบจำลอง (สุ่ม เครื่องมือ ระเบียบวิธี ฯลฯ) กำหนดลักษณะที่สามารถใช้ในการหาปริมาณคุณสมบัติของข้อผิดพลาด ในระหว่างการประมวลผลข้อมูล จำเป็นต้องหาค่าประมาณของลักษณะดังกล่าว
โมเดลถูกเลือกโดยคำนึงถึงข้อมูลในแหล่งที่มา รวมถึงที่ได้รับระหว่างการทดสอบ โมเดลแบ่งออกเป็น non-deterministic (random) และ deterministic อย่างหลังตามลำดับ เหมาะสำหรับการเบี่ยงเบนอย่างเป็นระบบ
แบบจำลองทั่วไปสำหรับข้อผิดพลาดแบบสุ่มคือค่าที่ใช้ฟังก์ชันการกระจายความน่าจะเป็น ลักษณะเบี่ยงเบนในกรณีนี้แบ่งออกเป็นช่วงและจุด เมื่ออธิบายข้อผิดพลาดของผลการวัด มักใช้พารามิเตอร์ช่วงเวลา ซึ่งหมายความว่าขีด จำกัด ที่สามารถระบุค่าเบี่ยงเบนได้ถูกกำหนดให้สอดคล้องกับความน่าจะเป็นบางอย่าง ในสถานการณ์เช่นนี้ ขอบเขตจะเรียกว่า ความมั่นใจ และความน่าจะเป็น ตามลำดับ เรียกว่า ความมั่นใจ
ลักษณะคะแนนจะใช้ในกรณีที่ไม่มีความจำเป็นหรือมีความเป็นไปได้ที่จะประเมินขีดจำกัดความเชื่อมั่นของการเบี่ยงเบน
หลักการประเมินผล
เมื่อเลือกค่าความเบี่ยงเบน จะใช้ข้อกำหนดต่อไปนี้:
- ลักษณะเฉพาะของพารามิเตอร์และคุณสมบัติของแบบจำลองที่เลือกนั้นมีลักษณะเฉพาะ เนื่องจากแบบจำลองส่วนเบี่ยงเบนมีโครงสร้างที่ซับซ้อน พารามิเตอร์จำนวนมากใช้เพื่ออธิบาย ความมุ่งมั่นของพวกเขามักจะยากมาก และในบางสถานการณ์ก็เป็นไปไม่ได้ นอกจากนี้ ในหลายกรณี คำอธิบายแบบเต็มของแบบจำลองมีข้อมูลที่ซ้ำซ้อน ในขณะที่ความรู้เกี่ยวกับคุณลักษณะเฉพาะบุคคลจะเพียงพอสำหรับการดำเนินงานและบรรลุเป้าหมายของการทดสอบ
- ค่าประมาณของค่าเบี่ยงเบนจะถูกกำหนดโดยประมาณ ความถูกต้องของลักษณะเฉพาะนั้นสอดคล้องกับวัตถุประสงค์ของการวัด เนื่องจากข้อผิดพลาดนี้ทำให้เกิดความไม่แน่นอนของผลลัพธ์เท่านั้นและไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงสุด
- การเบี่ยงเบนดีกว่าการพูดเกินจริง ในกรณีแรก คุณภาพของการวัดจะลดลง ในกรณีที่สอง ค่าเสื่อมราคาของผลลัพธ์ที่ได้ทั้งหมดมีแนวโน้มลดลง
ประมาณการข้อผิดพลาดก่อนหรือหลังการวัด ในกรณีแรกเรียกว่า Priori ในกรณีที่สอง - หลัง