Måleusikkerhed og fejl er grundlæggende begreber, der studeres inden for metrologi, og også et af de vigtige begreber, der ofte anvendes af metrologitestere. Det er direkte relateret til pålideligheden af måleresultaterne og nøjagtigheden og konsistensen af værditransmissionen. Mange mennesker forveksler eller misbruger dog let de to på grund af uklare begreber. Denne artikel kombinerer erfaringerne fra studiet af "Evaluering og udtryk af måleusikkerhed" for at fokusere på forskellene mellem de to. Det første, der skal gøres klart, er den konceptuelle forskel mellem måleusikkerhed og fejl.
Måleusikkerhed karakteriserer evalueringen af det værdiområde, hvor den sande værdi af den målte værdi ligger.Den angiver det interval, hvor den sande værdi kan falde i henhold til en bestemt konfidenssandsynlighed. Det kan være standardafvigelsen eller multipla deraf, eller halvdelen af intervallet, der angiver konfidensniveauet. Det er ikke en specifik sand fejl, den udtrykker blot kvantitativt den del af fejlområdet, der ikke kan korrigeres i form af parametre. Den er afledt af den ufuldkomne korrektion af tilfældige effekter og systematiske effekter, og er en dispersionsparameter, der bruges til at karakterisere de målte værdier, der er rimeligt tildelt. Usikkerhed er opdelt i to typer evalueringskomponenter, A og B, i henhold til metoden til at opnå dem. Type A-vurderingskomponenten er den usikkerhedsvurdering, der foretages gennem statistisk analyse af observationsserier, og type B-vurderingskomponenten estimeres baseret på erfaring eller anden information, og det antages, at der er en usikkerhedskomponent repræsenteret af en omtrentlig "standardafvigelse".
I de fleste tilfælde refererer fejl til målefejl, og dens traditionelle definition er forskellen mellem måleresultatet og den sande værdi af den målte værdi.Kan normalt opdeles i to kategorier: systematiske fejl og utilsigtede fejl. Fejlen eksisterer objektivt, og den bør have en bestemt værdi, men da den sande værdi i de fleste tilfælde ikke er kendt, kan den sande fejl ikke kendes nøjagtigt. Vi søger blot den bedste tilnærmelse af sandhedsværdien under visse betingelser og kalder den den konventionelle sandhedsværdi.
Gennem forståelsen af konceptet kan vi se, at der primært er følgende forskelle mellem måleusikkerhed og målefejl:
1. Forskelle i vurderingsformål:
Måleusikkerhed har til formål at angive spredningen af den målte værdi;
Formålet med målefejl er at angive, i hvilken grad måleresultaterne afviger fra den sande værdi.
2. Forskellen mellem evalueringsresultaterne:
Måleusikkerhed er en usigneret parameter udtrykt ved standardafvigelse eller multipla af standardafvigelsen eller halvbredden af konfidensintervallet. Den evalueres af mennesker baseret på information såsom eksperimenter, data og erfaring. Den kan bestemmes kvantitativt ved hjælp af to typer evalueringsmetoder, A og B.
Målefejlen er en værdi med et positivt eller negativt fortegn. Dens værdi er måleresultatet minus den målte sande værdi. Da den sande værdi er ukendt, kan den ikke beregnes nøjagtigt. Når den konventionelle sande værdi bruges i stedet for den sande værdi, kan kun den estimerede værdi beregnes.
3. Forskellen mellem påvirkende faktorer:
Måleusikkerhed opnås af mennesker gennem analyse og evaluering, så den er relateret til folks forståelse af målestørrelsen, hvilket påvirker mængde og måleproces;
Målefejl eksisterer objektivt, påvirkes ikke af eksterne faktorer og ændrer sig ikke med folks forståelse;
Derfor bør forskellige påvirkende faktorer tages fuldt ud i betragtning ved udførelse af usikkerhedsanalyse, og evalueringen af usikkerheden bør verificeres. Ellers kan den estimerede usikkerhed på grund af utilstrækkelig analyse og estimering være stor, når måleresultatet er meget tæt på den sande værdi (dvs. fejlen er lille), eller den givne usikkerhed kan være meget lille, når målefejlen faktisk er stor.
4. Forskelle efter natur:
Det er generelt unødvendigt at skelne mellem egenskaberne ved måleusikkerhed og usikkerhedskomponenter. Hvis det er nødvendigt at skelne mellem dem, bør de udtrykkes som: "usikkerhedskomponenter introduceret af tilfældige effekter" og "usikkerhedskomponenter introduceret af systemeffekter";
Målefejl kan opdeles i tilfældige fejl og systematiske fejl i henhold til deres egenskaber. Per definition er både tilfældige fejl og systematiske fejl ideelle begreber i tilfælde af uendeligt mange målinger.
5. Forskellen mellem korrektionen af måleresultaterne:
Selve udtrykket "usikkerhed" antyder en estimerbar værdi. Det refererer ikke til en specifik og præcis fejlværdi. Selvom den kan estimeres, kan den ikke bruges til at korrigere værdien. Den usikkerhed, der introduceres af ufuldkomne korrektioner, kan kun tages i betragtning i usikkerheden af de korrigerede måleresultater.
Hvis den estimerede værdi af systemfejlen er kendt, kan måleresultatet korrigeres for at opnå det korrigerede måleresultat.
Efter en størrelsesorden er korrigeret, kan den være tættere på den sande værdi, men dens usikkerhed falder ikke blot ikke, men nogle gange bliver den også større. Dette skyldes hovedsageligt, at vi ikke kan vide præcis, hvor meget den sande værdi er, men kun kan estimere, i hvilken grad måleresultaterne er tæt på eller væk fra den sande værdi.
Selvom måleusikkerhed og fejl har ovenstående forskelle, er de stadig tæt beslægtede. Begrebet usikkerhed er anvendelsen og udvidelsen af fejlteori, og fejlanalyse er stadig det teoretiske grundlag for evaluering af måleusikkerhed, især når man estimerer B-type komponenter, er fejlanalyse uadskillelig. For eksempel kan måleinstrumenters egenskaber beskrives i form af maksimal tilladt fejl, indikationsfejl osv. Grænseværdien for den tilladte fejl for et måleinstrument, der er specificeret i de tekniske specifikationer og forskrifter, kaldes "maksimal tilladt fejl" eller "tilladt fejlgrænse". Det er det tilladte område for indikationsfejlen, der er specificeret af producenten for en bestemt type instrument, ikke den faktiske fejl for et bestemt instrument. Den maksimalt tilladte fejl for et måleinstrument kan findes i instrumentmanualen, og den udtrykkes med et plus- eller minustegn, når den udtrykkes som en numerisk værdi, normalt udtrykt i absolut fejl, relativ fejl, referencefejl eller en kombination deraf. For eksempel ±0,1PV, ±1% osv. Den maksimalt tilladte fejl for måleinstrumentet er ikke måleusikkerheden, men den kan bruges som grundlag for evalueringen af måleusikkerheden. Den usikkerhed, som måleinstrumentet introducerer i måleresultatet, kan evalueres i henhold til instrumentets maksimalt tilladte fejl i henhold til B-type evalueringsmetoden. Et andet eksempel er forskellen mellem måleinstrumentets indikationsværdi og den aftalte sande værdi for det tilsvarende input, som er måleinstrumentets indikationsfejl. For fysiske måleværktøjer er den angivne værdi dets nominelle værdi. Normalt bruges den værdi, der leveres eller gengives af en højere målestandard, som den aftalte sande værdi (ofte kaldet kalibreringsværdi eller standardværdi). I verifikationsarbejdet, når den udvidede usikkerhed af standardværdien givet af målestandarden er 1/3 til 1/10 af den maksimalt tilladte fejl for det testede instrument, og indikationsfejlen for det testede instrument ligger inden for den specificerede maksimalt tilladte fejl, kan den bedømmes som kvalificeret.
Opslagstidspunkt: 10. august 2023
