Eroarea sistematică este ... Tipuri de erori sistematice

Orice procedură de măsurare, indiferent de condițiile în care este efectuată, este plină de erori. Sunt abateri care distorsionează ideea valorii reale a unei cantități.

Surse de eroare

Abaterile apar din mai multe motive. Printre acestea se numără:

• Imperfectarea designului instrumentelor de măsurare sau inexactitatea fabricării acestora.
• Nerespectarea normelor în timpul procedurii.
• Factorul uman.
• Imperfecțiunea metodelor etc.

Clasificarea abaterilor

În timpul măsurătorilor, erori sistematice și aleatorii.

Abaterile sistematice sunt clasificate din diferite motive. În special, în funcție de natura manifestării, ele sunt împărțite în erori periodice, permanente și progresive.

De asemenea, pot apărea erori sau pierderi grave. Ele apar datorită:

• Erori ale expertului.
• Schimbarea bruscă a condițiilor de măsurare.
• Defecțiuni hardware etc.

Erorile sistematice

Aceste abateri, de regulă, pot fi studiate înainte de începerea măsurării. Astfel de indicatori rămân constanți sau se schimbă regulat cu măsurători repetate ale unei singure valori. Rezultatul studiului poate fi ajustată prin modificarea, dacă valoarea numerică a abaterii este cunoscută, sau prin utilizarea unor astfel de mijloace de măsurare care permit să excludă influența acestor erori, fără a determina valorile lor.

Măsurătorile repetate fac obiectul anumitor legi, conform cărora valorile erorilor sistematice variază. Aceste abateri pot fi determinate uneori experimental. În consecință, rezultatul poate fi clarificat prin corecție.

Natura manifestării

După cum sa menționat mai sus, se disting trei grupuri de erori sistematice prin această caracteristică. Acestea sunt:

• Devieri permanente. Acestea includ astfel de erori, care rămân pe tot parcursul măsurătorilor lor pe tot parcursul procesului de măsurare. De exemplu, dacă un specialist folosește o scară a unui instrument pentru a determina un indicator, a cărui calibrare are o eroare, atunci valoarea sa este transferată tuturor rezultatelor experimentului.
• Devieri progresive. Astfel de erori scad sau cresc în timpul măsurătorilor. Acestea includ, de exemplu, abaterile rezultate din uzura elementelor de contact ale mijloacelor de măsurare, scăderea treptată a tensiunii sursei de curent de la care este alimentat circuitul de măsurare și așa mai departe.
• Erorile periodice. Valorile lor sunt determinate de funcția periodică a timpului sau de funcția de deplasare a indicatorului pe instrumentul utilizat pentru măsurare. Ele apar în indicatoare cu cadran și săgeți.

Indicatorii de abateri pot varia în funcție de influența simultană a mai multor erori sistematice. Acest lucru se manifestă, de exemplu, în măsurarea temperaturii.

Alte tipuri

Abaterile sistematice includ:

• Erorile teoretice. Ele sunt de asemenea numite erori în metoda de măsurare.
• Instrumente eronate.
• Abateri datorate poziționării incorecte a dispozitivului de măsurare.
• Erori personale.
• Abaterile cauzate de influența factorilor externi.

Instrumente eronate

Acestea includ abateri datorate proprietăților mijloacelor de măsurare utilizate. De exemplu, echilibrul echilibrului în mod ideal nu poate fi echivalent.

Deviațiile apar de asemenea datorită fricțiunii articulațiilor elementelor mobile ale dispozitivelor de măsurare. Ele pot apărea din cauza uzurii și a ruperii echipamentului. Rata de uzură, respectiv, va depinde de intensitatea funcționării dispozitivului.

Eroare în rezultat

Corectitudinea indicațiilor anumitor ajutoare de măsurare depinde de poziția elementelor lor mobile în raport cu cele staționare. În special, se folosesc dispozitive cum ar fi echilibrul echilateral al scalelor, o parte a cărei construcție este un pendul sau alte părți suspendate mobile. Când dispozitivul deviază de la poziția corectă, acesta se schimbă de referință și există o eroare în rezultat. Pentru a preveni apariția acestora la instalarea dispozitivelor, se utilizează dispozitive speciale: nivele, linii plumb etc.

Influența factorilor externi

Temperatura, umiditatea, presiunea aerului sunt condiții externe care determină erori atunci când valorile lor se schimbă. Dacă indicatorii anumitor factori depășesc limitele specificate, atunci pot exista abateri suplimentare.

Metoda de măsurare precisă

Acestea pot apărea atunci când nu există o dependență teoretică dovedită între proprietatea măsurată sau fenomenul și principiul de funcționare al dispozitivului de măsurare.

Eroare de metodă se datorează ipotezelor sau simplificărilor în aplicarea relațiilor și formulelor empirice. Această situație apare, de exemplu, atunci când se măsoară duritatea metalelor în moduri diferite: Metodele lui Brinell, Rockwell, Vickers, etc. Fiecare dintre ele are propriile unități convenționale. Traducerea rezultatelor se realizează aproximativ.

Anomalii subiective

Erori personale sunt determinate de proprietățile individuale ale unei persoane. Ele, la rândul lor, sunt asociate cu caracteristicile organismului, abilități înrădăcinate (adesea incorecte). De exemplu, toți oamenii au răspunsuri rapide diferite la semnal: sunetul variază între 0,082-0,195 s, iar lumina - 0,15-0,225 s.

Eliminarea erorilor

Abaterile sistematice implică deplasarea rezultatelor măsurătorilor. Cel mai mare pericol în aceste situații este abaterile, care rămân nedetectate, iar experții nici măcar nu suspectează. Astfel de erori au condus la concluzii științifice incorecte, la stabilirea unor legi false ale fizicii, la desene imperfecte de măsurare a ajutoarelor, la căsătorie în producție.

Erorile sistematice trebuie identificate și excluse sau luate în considerare la măsurare. Metodele de excludere și contabilizare a abaterilor sunt împărțite în mai multe grupe:

• Eliminarea surselor de deviații înainte de începerea procedurii de măsurare (prevenire).
• Eliminarea erorilor în timpul procesului (metode experimentale).
• Modificarea rezultatelor măsurătorilor. În acest caz, erorile sunt eliminate prin calcul.
• Estimarea limitelor erorilor sistematice, dacă eliminarea lor este imposibilă.

Eliminarea surselor

Măsurile preventive înainte de începerea măsurătorilor sunt considerate cel mai rațional mod de a elimina erorile. În acest caz, specialistul este parțial sau complet eliberat de necesitatea identificării și corectării abaterilor în timpul măsurătorilor.

Cele mai eficiente măsuri preventive includ:

• Reglementarea sau repararea echipamentelor de măsurare. Necesitatea desfășurării acestor activități este determinată în timpul verificării.
• Ajustarea setării dispozitivului. Pentru a preveni părtinirea puncte de referință, alunecări și alte fenomene negative, utilizând arcuri cu plumb și alte dispozitive.

Pentru a elimina erorile datorate influenței factorilor externi, puteți să le eliminați direct sau să protejeze contorul de impact.

Eliminarea erorilor în cursul experimentelor implică de obicei efectuarea unei a doua măsurători. În acest sens, metodele descrise mai sus sunt mai expediente de utilizat atunci când se lucrează cu fenomene, indicatori, etc.

Modificarea rezultatelor

Această metodă de eliminare a erorilor sistematice implică corectarea rezultatului măsurării prin calcul.

Varianta cea mai comună de introducere a corecțiilor este sumarea algebrică a rezultatului și corectarea însăși (luând în considerare semnul). Valoarea sa numerică este egală cu abaterea sistematică, iar semnul este opusul. În acest fel, abaterea aditivă este eliminată.

În unele cazuri, eroarea sistematică poate fi eliminată prin înmulțirea indicatorului obținut ca rezultat al măsurării de către factorul de corecție. Valoarea sa se apropie de unitate (mai mult sau mai puțin decât ea). Se recomandă utilizarea factorului de corecție pentru a utiliza, dacă este necesar, eroarea multiplicatoare.

Estimarea limitelor de abatere

Se face atunci când este imposibilă excluderea erorilor sistematice în practică. Un astfel de fenomen apare dacă abaterile nu sunt suficient studiate sau studiate, dar nu pot fi folosite pentru a corecta rezultatul. Acesta din urmă este caracteristic pentru integrarea dispozitivelor de măsurare (contoare).

Erorile aleatorii

Când măsurați în mod repetat un indicator fizic constant în aceleași condiții, de multe ori rezultatele sunt ușor diferite. În acest caz, deviațiile dintre cantități nu sunt sistematice, nu se supun regulilor. Astfel de erori sunt numite aleatoare.

Abaterile apar atunci când un număr de factori influențează procesul (obiect, instrument de măsurare, specialist etc.) în același timp. Fiecare sursă poate avea un efect redus asupra rezultatului, dar efectul lor combinat va duce la o abatere semnificativă față de valoarea reală a obiectului măsurat.

În cadrul teoriei probabilității, se folosesc metode matematice care fac posibilă studierea proprietăților fenomenelor aleatorii în colecțiile lor mari. În timpul dezvoltării tehnologiei de măsurare și a metrologiei sa stabilit că ele corespund pe deplin problemei investigării abaterilor aleatorii. În multe cazuri, rezultatele obținute cu ajutorul lor sunt în concordanță cu datele obținute empiric.

În teoria probabilității, un eveniment este considerat accidental, care nu poate fi prezis fără echivoc. Cu alte cuvinte, într-un anumit set de condiții, acest eveniment poate sau nu să apară. Când se aplică această definiție în domeniul măsurătorilor, se poate spune că atunci când se efectuează experimente repetate cu un anumit indicator fizic în aceleași condiții, fiecare dintre sursele minore probabile de variație aleatorie a rezultatelor poate să apară sau să nu apară. În consecință, abaterile devin imprevizibile atât în ​​ceea ce privește magnitudinea, cât și semnul.

Având în vedere cele de mai sus, putem da următoarea definiție erori aleatorii: acest lucru astfel de abateri, care variază de la o dimensiune la alta, nu pot fi explicate direct în legătură cu o schimbare haotică, se datorează efectului simultan asupra rezultatului mai multor factori izolați unul de celălalt.

Prezența unor erori aleatorii, spre deosebire de erorile sistematice, este destul de ușor de detectat cu o măsurătoare repetată.