Merilna negotovost in napaka sta temeljna predloga, ki se preučujeta v meroslovju, in tudi eden od pomembnih konceptov, ki ga pogosto uporabljajo meroslovni preizkuševalci.Neposredno je povezana z zanesljivostjo merilnih rezultatov ter natančnostjo in doslednostjo prenosa vrednosti.Vendar pa jih veliko ljudi zlahka zamenja ali zlorablja zaradi nejasnih konceptov.Ta članek združuje izkušnje študija "Vrednotenje in izražanje merilne negotovosti", da se osredotoči na razlike med obema.Prva stvar, ki mora biti jasna, je konceptualna razlika med merilno negotovostjo in napako.
Merilna negotovost označuje vrednotenje območja vrednosti, v katerem je prava vrednost izmerjene vrednosti.Poda interval, v katerem lahko prava vrednost pade glede na določeno verjetnost zaupanja.Lahko je standardna deviacija ali njen mnogokratnik ali polovična širina intervala, ki kaže stopnjo zaupanja.Ne gre za specifično pravo napako, le kvantitativno izraža del obsega napake, ki ga ni mogoče popraviti v obliki parametrov.Izhaja iz nepopolne korekcije naključnih učinkov in sistematičnih učinkov in je disperzijski parameter, ki se uporablja za karakterizacijo izmerjenih vrednosti, ki so razumno dodeljene.Negotovost je razdeljena na dve vrsti komponent vrednotenja, A in B, glede na način njihovega pridobivanja.Komponenta ocene tipa A je ocena negotovosti, narejena s statistično analizo nizov opazovanj, komponenta ocene tipa B pa je ocenjena na podlagi izkušenj ali drugih informacij, pri čemer se predpostavlja, da obstaja komponenta negotovosti, ki jo predstavlja približen "standardni odklon".
V večini primerov se napaka nanaša na merilno napako, njena tradicionalna definicija pa je razlika med rezultatom meritve in resnično vrednostjo izmerjene vrednosti.Običajno jih lahko razdelimo v dve kategoriji: sistematične napake in naključne napake.Napaka objektivno obstaja in bi morala biti določena vrednost, a ker prava vrednost v večini primerov ni znana, prave napake ni mogoče natančno poznati.Samo iščemo najboljši približek resničnostne vrednosti pod določenimi pogoji in jo imenujemo konvencionalna resničnostna vrednost.
Z razumevanjem koncepta lahko vidimo, da obstajajo predvsem naslednje razlike med merilno negotovostjo in merilno napako:
1. Razlike v namenu ocenjevanja:
Merilna negotovost je namenjena prikazu razpršenosti izmerjene vrednosti;
Namen merilne napake je pokazati, v kolikšni meri merilni rezultati odstopajo od prave vrednosti.
2. Razlika med rezultati ocenjevanja:
Merilna negotovost je parameter brez predznaka, izražen s standardnim odklonom ali večkratniki standardnega odklona ali polovične širine intervala zaupanja.Ocenjujejo ga ljudje na podlagi informacij, kot so poskusi, podatki in izkušnje.Kvantitativno ga je mogoče določiti z dvema vrstama metod vrednotenja, A in B. ;
Merska napaka je vrednost s pozitivnim ali negativnim predznakom.Njegova vrednost je rezultat meritve minus izmerjena prava vrednost.Ker prava vrednost ni znana, je ni mogoče natančno pridobiti.Če se namesto prave vrednosti uporabi običajna prava vrednost, je mogoče pridobiti samo ocenjeno vrednost.
3. Razlika v vplivnih dejavnikih:
Mersko negotovost ljudje pridobijo z analizo in vrednotenjem, zato je povezana s človekovim razumevanjem merjene veličine, ki vpliva na količino in postopek merjenja;
Merske napake obstajajo objektivno, nanje ne vplivajo zunanji dejavniki in se ne spreminjajo z razumevanjem ljudi;
Zato je treba pri izvajanju analize negotovosti v celoti upoštevati različne vplivne dejavnike in preveriti oceno negotovosti.V nasprotnem primeru je lahko zaradi nezadostne analize in ocene ocenjena negotovost velika, ko je merilni rezultat zelo blizu resnični vrednosti (to pomeni, da je napaka majhna), ali pa je podana negotovost zelo majhna, ko je merilna napaka dejansko velik.
4. Razlike po naravi:
Na splošno ni potrebno razlikovati med lastnostmi merilne negotovosti in komponentami negotovosti.Če jih je treba razlikovati, jih je treba izraziti kot: "komponente negotovosti, ki jih vnesejo naključni učinki" in "komponente negotovosti, ki jih vnesejo učinki sistema";
Merilne napake lahko glede na njihove lastnosti razdelimo na naključne napake in sistematične napake.Po definiciji so tako naključne napake kot sistematične napake idealni koncepti v primeru neskončno velikega števila meritev.
5. Razlika med popravkom rezultatov meritev:
Sam izraz "negotovost" pomeni ocenljivo vrednost.Ne nanaša se na specifično in natančno vrednost napake.Čeprav ga je mogoče oceniti, ga ni mogoče uporabiti za popravek vrednosti.Negotovost, ki jo vnesejo nepopolni popravki, je mogoče upoštevati le pri negotovosti popravljenih merilnih rezultatov.
Če je znana ocenjena vrednost sistemske napake, je mogoče rezultat meritve popraviti, da dobimo popravljen rezultat meritve.
Ko je magnituda popravljena, je lahko bližje pravi vrednosti, vendar se njena negotovost ne samo ne zmanjša, ampak včasih postane večja.To je predvsem zato, ker ne moremo natančno vedeti, kolikšna je prava vrednost, ampak lahko le ocenimo, v kolikšni meri so rezultati meritev blizu ali oddaljeni od prave vrednosti.
Čeprav imata merilna negotovost in napaka zgornje razlike, sta še vedno tesno povezani.Koncept negotovosti je uporaba in razširitev teorije napak, analiza napak pa je še vedno teoretična osnova za oceno merilne negotovosti, zlasti pri ocenjevanju komponent tipa B je analiza napak neločljiva.Značilnosti merilnih instrumentov lahko na primer opišemo z največjim dopustnim pogreškom, pogreškom kazanja itd. Mejna vrednost dovoljenega pogreška merilnega instrumenta, določena v tehničnih specifikacijah in predpisih, se imenuje »največji dopustni pogrešek« oz. "omejitev dovoljene napake".Gre za dovoljeno območje napake indikacije, ki jo določi proizvajalec za določeno vrsto instrumenta, in ne za dejansko napako določenega instrumenta.Največji dovoljeni pogrešek merilnega instrumenta je naveden v priročniku za uporabo instrumenta in je izražen z znakom plus ali minus, če je izražen kot številčna vrednost, običajno izražena z absolutnim pogreškom, relativnim pogreškom, referenčnim pogreškom ali njihovo kombinacijo.Na primer±0,1PV,±1% itd. Največja dovoljena napaka merilnega instrumenta ni merilna negotovost, lahko pa se uporabi kot osnova za oceno merilne negotovosti.Negotovost, ki jo merilni instrument vnaša v merilni rezultat, je mogoče ovrednotiti glede na največjo dovoljeno napako instrumenta po metodi vrednotenja tipa B.Drug primer je razlika med kazalno vrednostjo merilnega instrumenta in dogovorjeno pravo vrednostjo ustreznega vhoda, ki je napaka kazanja merilnega instrumenta.Za fizična merilna orodja je navedena vrednost njihova nominalna vrednost.Običajno se kot dogovorjena prava vrednost (pogosto imenovana vrednost umerjanja ali standardna vrednost) uporabi vrednost, ki jo zagotovi ali poustvari merilni standard višje ravni.Pri preverjanju, ko je razširjena negotovost standardne vrednosti, podane z merilnim standardom, 1/3 do 1/10 največjega dovoljenega pogreška preskušanega instrumenta in je pogrešek indikacije preskušanega instrumenta znotraj navedenega največjega dovoljenega napako , jo lahko ocenimo kot kvalificirano.
Čas objave: 10. avgusta 2023
