Өлшеу белгісіздігі мен қателігі метрологияда зерттелетін негізгі ұсыныстар, сондай-ақ метрология сынақшылары жиі қолданатын маңызды ұғымдардың бірі болып табылады. Бұл өлшеу нәтижелерінің сенімділігімен және мәнді берудің дәлдігі мен тұрақтылығымен тікелей байланысты. Дегенмен, көптеген адамдар түсініксіз ұғымдарға байланысты екеуін оңай шатастырады немесе дұрыс пайдаланбайды. Бұл мақалада екеуінің арасындағы айырмашылықтарға назар аудару үшін «Өлшеу белгісіздігін бағалау және көрсету» тақырыбын зерттеу тәжірибесі біріктірілген. Біріншіден, анық болуы керек нәрсе - өлшеу белгісіздігі мен қателігі арасындағы тұжырымдамалық айырмашылық.
Өлшеу белгісіздігі өлшенген мәннің шын мәні жататын мәндер диапазонын бағалауды сипаттайды.Ол белгілі бір сенімділік ықтималдығына сәйкес шын мәннің түсуі мүмкін аралықты береді. Бұл стандартты ауытқу немесе оның еселіктері немесе сенімділік деңгейін көрсететін аралықтың жартылай ені болуы мүмкін. Бұл нақты шын қателік емес, ол тек қателік диапазонының параметрлер түрінде түзетілмейтін бөлігін сандық түрде білдіреді. Ол кездейсоқ әсерлер мен жүйелік әсерлердің жетілмеген түзетуінен туындайды және ақылға қонымды түрде тағайындалған өлшенген мәндерді сипаттау үшін қолданылатын дисперсиялық параметр болып табылады. Белгісіздік оларды алу әдісіне сәйкес екі типті бағалау компоненттеріне бөлінеді: А және В. А типті бағалау компоненті - бақылау серияларын статистикалық талдау арқылы жасалған белгісіздік бағалауы, ал В типті бағалау компоненті тәжірибеге немесе басқа ақпаратқа негізделіп бағаланады және шамамен «стандартты ауытқумен» көрсетілген белгісіздік компоненті бар деп есептеледі.
Көп жағдайда қателік өлшеу қателігін білдіреді, ал оның дәстүрлі анықтамасы өлшеу нәтижесі мен өлшенген мәннің шын мәні арасындағы айырмашылық болып табылады.Әдетте екі санатқа бөлуге болады: жүйелі қателіктер және кездейсоқ қателіктер. Қателік объективті түрде бар және ол белгілі бір мән болуы керек, бірақ көп жағдайда шынайы мән белгілі болмағандықтан, шынайы қатені дәл анықтау мүмкін емес. Біз тек белгілі бір жағдайларда шындық мәнінің ең жақсы жуықтауын іздейміз және оны дәстүрлі шындық мәні деп атаймыз.
Тұжырымдаманы түсіну арқылы өлшеу белгісіздігі мен өлшеу қателігі арасында негізінен келесі айырмашылықтар бар екенін көруге болады:
1. Бағалау мақсаттарындағы айырмашылықтар:
Өлшеудің белгісіздігі өлшенген мәннің шашыраңқылығын көрсетуге арналған;
Өлшеу қателігінің мақсаты - өлшеу нәтижелерінің шын мәннен ауытқу дәрежесін көрсету.
2. Бағалау нәтижелерінің айырмашылығы:
Өлшеу белгісіздігі - стандартты ауытқумен немесе стандартты ауытқудың еселіктерімен немесе сенімділік интервалының жартылай енімен өрнектелген белгісіз параметр. Оны адамдар эксперименттер, деректер және тәжірибе сияқты ақпаратқа сүйене отырып бағалайды. Оны сандық түрде екі түрлі бағалау әдісімен, А және В арқылы анықтауға болады.
Өлшеу қателігі - оң немесе теріс белгісі бар мән. Оның мәні өлшеу нәтижесінен өлшенген шын мәнді алып тастағанда тең. Шын мән белгісіз болғандықтан, оны дәл алу мүмкін емес. Шын мәннің орнына дәстүрлі шын мән қолданылғанда, тек болжамды мәнді алуға болады.
3. Әсер етуші факторлардың айырмашылығы:
Өлшеу белгісіздігін адамдар талдау және бағалау арқылы алады, сондықтан ол адамдардың өлшенетін шаманы түсінуімен байланысты, сан мен өлшеу процесіне әсер етеді;
Өлшеу қателіктері объективті түрде болады, сыртқы факторлардың әсеріне ұшырамайды және адамдардың түсінігімен өзгермейді;
Сондықтан, белгісіздік талдауын жүргізген кезде әртүрлі әсер ететін факторларды толық ескеру қажет және белгісіздіктің бағасын тексеру қажет. Әйтпесе, талдау мен бағалаудың жеткіліксіздігіне байланысты, өлшеу нәтижесі шынайы мәнге өте жақын болған кезде (яғни, қателік аз болған кезде) бағаланған белгісіздік үлкен болуы мүмкін немесе өлшеу қателігі шын мәнінде үлкен болған кезде берілген белгісіздік өте аз болуы мүмкін.
4. Табиғат бойынша айырмашылықтар:
Өлшеу белгісіздігі мен белгісіздіктік компоненттерінің қасиеттерін ажырату әдетте қажет емес. Егер оларды ажырату қажет болса, оларды былай көрсету керек: "кездейсоқ әсерлермен енгізілген белгісіздіктік компоненттері" және "жүйелік әсерлермен енгізілген белгісіздіктік компоненттері";
Өлшеу қателіктерін қасиеттеріне қарай кездейсоқ қателіктер және жүйелік қателіктер деп бөлуге болады. Анықтама бойынша, кездейсоқ қателіктер де, жүйелік қателіктер де шексіз көп өлшеу жағдайында идеалды ұғымдар болып табылады.
5. Өлшеу нәтижелерін түзету арасындағы айырмашылық:
«Белгісіздік» терминінің өзі бағалауға болатын мәнді білдіреді. Ол нақты және дәл қателік мәнін білдірмейді. Оны бағалауға болатын болса да, мәнді түзету үшін пайдалануға болмайды. Жетілмеген түзетулер тудырған белгісіздік тек түзетілген өлшеу нәтижелерінің белгісіздікінде ғана қарастырылуы мүмкін.
Егер жүйелік қателіктің бағаланған мәні белгілі болса, түзетілген өлшеу нәтижесін алу үшін өлшеу нәтижесін түзетуге болады.
Шама түзетілгеннен кейін, ол шынайы мәнге жақын болуы мүмкін, бірақ оның белгісіздігі азайып қана қоймай, кейде үлкенірек болады. Бұл негізінен біз шынайы мәннің қанша екенін нақты біле алмайтындығымыздан, тек өлшеу нәтижелерінің шынайы мәнге жақын немесе алыс екенін ғана бағалай алатындығымыздан болады.
Өлшеу белгісіздігі мен қателігі жоғарыда аталған айырмашылықтарға ие болғанымен, олар әлі де тығыз байланысты. Белгісіздік ұғымы қателік теориясын қолдану және кеңейту болып табылады, ал қателіктерді талдау әлі де өлшеу белгісіздігін бағалаудың теориялық негізі болып табылады, әсіресе В типті компоненттерді бағалау кезінде қателіктерді талдау ажырамас. Мысалы, өлшеу құралдарының сипаттамаларын рұқсат етілген максималды қателік, көрсеткіш қателігі және т.б. тұрғысынан сипаттауға болады. Техникалық сипаттамалар мен ережелерде көрсетілген өлшеу құралының рұқсат етілген қателігінің шекті мәні «максималды рұқсат етілген қателік» немесе «рұқсат етілген қателік шегі» деп аталады. Бұл өндіруші белгілі бір құрал түрі үшін көрсеткен көрсеткіш қателігінің рұқсат етілген диапазоны, белгілі бір құралдың нақты қателігі емес. Өлшеу құралының рұқсат етілген максималды қателігін құрал нұсқаулығынан табуға болады және ол сандық мән ретінде көрсетілгенде плюс немесе минус белгісімен көрсетіледі, әдетте абсолютті қателік, салыстырмалы қателік, анықтамалық қателік немесе олардың тіркесімінде көрсетіледі. Мысалы, ±0.1PV, ±1% және т.б. Өлшеу құралының рұқсат етілген максималды қателігі өлшеу белгісіздігі емес, бірақ оны өлшеу белгісіздігін бағалау үшін негіз ретінде пайдалануға болады. Өлшеу құралы өлшеу нәтижесіне енгізген белгісіздікті В типті бағалау әдісіне сәйкес құралдың рұқсат етілген максималды қателігі бойынша бағалауға болады. Тағы бір мысал - өлшеу құралының көрсеткіш мәні мен өлшеу құралының көрсеткіш қателігі болып табылатын сәйкес кірістің келісілген шын мәні арасындағы айырмашылық. Физикалық өлшеу құралдары үшін көрсетілген мән оның номиналды мәні болып табылады. Әдетте, жоғары деңгейлі өлшеу эталонымен берілген немесе қайталанатын мән келісілген шын мән ретінде қолданылады (көбінесе калибрлеу мәні немесе стандартты мән деп аталады). Тексеру жұмысында, өлшеу эталонымен берілген стандартты мәннің кеңейтілген белгісіздігі тексерілген құралдың рұқсат етілген максималды қателігінің 1/3-тен 1/10-ға дейін болғанда және тексерілген құралдың көрсеткіш қателігі көрсетілген рұқсат етілген максималды қателік шегінде болғанда, оны білікті деп бағалауға болады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 10 тамыз
