Ketidakpastian dan ralat pengukuran adalah cadangan asas yang dikaji dalam metrologi, dan juga salah satu konsep penting yang sering digunakan oleh penguji metrologi.Ia secara langsung berkaitan dengan kebolehpercayaan hasil pengukuran dan ketepatan dan ketekalan penghantaran nilai.Walau bagaimanapun, ramai orang mudah mengelirukan atau menyalahgunakan kedua-duanya kerana konsep yang tidak jelas.Artikel ini menggabungkan pengalaman mempelajari "Penilaian dan Ungkapan Ketidakpastian Pengukuran" untuk memfokuskan pada perbezaan antara kedua-duanya.Perkara pertama yang perlu jelas ialah perbezaan konsep antara ketidakpastian pengukuran dan ralat.
Ketidakpastian pengukuran mencirikan penilaian julat nilai di mana nilai sebenar nilai diukur terletak.Ia memberikan selang di mana nilai sebenar mungkin jatuh mengikut kebarangkalian keyakinan tertentu.Ia boleh menjadi sisihan piawai atau gandaannya, atau separuh lebar selang yang menunjukkan tahap keyakinan.Ia bukan ralat benar yang khusus, ia hanya menyatakan secara kuantitatif bahagian julat ralat yang tidak boleh diperbetulkan dalam bentuk parameter.Ia diperoleh daripada pembetulan yang tidak sempurna bagi kesan tidak sengaja dan kesan sistematik, dan merupakan parameter serakan yang digunakan untuk mencirikan nilai terukur yang ditetapkan secara munasabah.Ketidakpastian dibahagikan kepada dua jenis komponen penilaian, A dan B, mengikut kaedah mendapatkannya.Komponen penilaian Jenis A ialah penilaian ketidakpastian yang dibuat melalui analisis statistik siri pemerhatian, dan komponen penilaian jenis B dianggarkan berdasarkan pengalaman atau maklumat lain, dan diandaikan bahawa terdapat komponen ketidakpastian yang diwakili oleh anggaran "sisihan piawai".
Dalam kebanyakan kes, ralat merujuk kepada ralat pengukuran, dan definisi tradisionalnya ialah perbezaan antara hasil pengukuran dan nilai sebenar nilai yang diukur.Biasanya boleh dibahagikan kepada dua kategori: kesilapan sistematik dan kesilapan tidak sengaja.Ralat wujud secara objektif, dan ia sepatutnya merupakan nilai yang pasti, tetapi memandangkan nilai sebenar tidak diketahui dalam kebanyakan kes, ralat sebenar tidak dapat diketahui dengan tepat.Kami hanya mencari anggaran terbaik bagi nilai kebenaran dalam keadaan tertentu, dan memanggilnya nilai kebenaran konvensional.
Melalui pemahaman konsep, kita dapat melihat bahawa terdapat terutamanya perbezaan berikut antara ketidakpastian pengukuran dan ralat pengukuran:
1. Perbezaan dalam tujuan penilaian:
Ketidakpastian ukuran bertujuan untuk menunjukkan serakan nilai yang diukur;
Tujuan ralat pengukuran adalah untuk menunjukkan sejauh mana keputusan pengukuran menyimpang daripada nilai sebenar.
2. Perbezaan antara keputusan penilaian:
Ketidakpastian pengukuran ialah parameter tidak bertanda yang dinyatakan oleh sisihan piawai atau gandaan sisihan piawai atau separuh lebar selang keyakinan.Ia dinilai oleh orang berdasarkan maklumat seperti eksperimen, data dan pengalaman.Ia boleh ditentukan secara kuantitatif melalui dua jenis kaedah penilaian, A dan B. ;
Ralat pengukuran ialah nilai dengan tanda positif atau negatif.Nilainya ialah hasil pengukuran tolak nilai sebenar yang diukur.Oleh kerana nilai sebenar tidak diketahui, ia tidak dapat diperoleh dengan tepat.Apabila nilai sebenar konvensional digunakan dan bukannya nilai sebenar, hanya nilai anggaran boleh diperolehi.
3. Perbezaan faktor yang mempengaruhi:
Ketidakpastian pengukuran diperolehi oleh orang melalui analisis dan penilaian, jadi ia berkaitan dengan pemahaman orang tentang ukuran, mempengaruhi kuantiti dan proses pengukuran;
Ralat pengukuran wujud secara objektif, tidak dipengaruhi oleh faktor luaran, dan tidak berubah mengikut pemahaman orang;
Oleh itu, apabila melakukan analisis ketidakpastian, pelbagai faktor yang mempengaruhi harus dipertimbangkan sepenuhnya, dan penilaian ketidakpastian harus disahkan.Jika tidak, disebabkan analisis dan anggaran yang tidak mencukupi, anggaran ketidakpastian mungkin besar apabila hasil pengukuran sangat hampir dengan nilai sebenar (iaitu, ralat adalah kecil), atau ketidakpastian yang diberikan mungkin sangat kecil apabila ralat pengukuran sebenarnya. besar.
4. Perbezaan mengikut sifat:
Ia secara amnya tidak perlu untuk membezakan sifat-sifat ketidakpastian pengukuran dan komponen ketidakpastian.Jika ia perlu dibezakan, ia hendaklah dinyatakan sebagai: "komponen ketidakpastian yang diperkenalkan oleh kesan rawak" dan "komponen ketidakpastian yang diperkenalkan oleh kesan sistem";
Ralat pengukuran boleh dibahagikan kepada ralat rawak dan ralat sistematik mengikut sifatnya.Mengikut definisi, kedua-dua ralat rawak dan ralat sistematik adalah konsep yang ideal dalam kes pengukuran yang banyak tak terhingga.
5. Perbezaan antara pembetulan hasil pengukuran:
Istilah "ketidakpastian" itu sendiri membayangkan nilai yang boleh dianggarkan.Ia tidak merujuk kepada nilai ralat yang khusus dan tepat.Walaupun ia boleh dianggarkan, ia tidak boleh digunakan untuk membetulkan nilai.Ketidakpastian yang diperkenalkan oleh pembetulan tidak sempurna hanya boleh dipertimbangkan dalam ketidakpastian keputusan pengukuran yang diperbetulkan.
Jika nilai anggaran ralat sistem diketahui, hasil pengukuran boleh diperbetulkan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang diperbetulkan.
Selepas magnitud diperbetulkan, ia mungkin lebih hampir kepada nilai sebenar, tetapi ketidakpastiannya bukan sahaja tidak berkurangan, malah kadangkala ia menjadi lebih besar.Ini terutamanya kerana kita tidak dapat mengetahui dengan tepat berapa banyak nilai sebenar, tetapi hanya boleh menganggarkan sejauh mana keputusan pengukuran hampir atau jauh daripada nilai sebenar.
Walaupun ketidakpastian dan ralat pengukuran mempunyai perbezaan di atas, ia masih berkait rapat.Konsep ketidakpastian adalah aplikasi dan pengembangan teori ralat, dan analisis ralat masih menjadi asas teori untuk penilaian ketidakpastian pengukuran, terutamanya apabila menganggar komponen jenis B, analisis ralat tidak dapat dipisahkan.Sebagai contoh, ciri-ciri alat pengukur boleh diterangkan dari segi ralat maksimum yang dibenarkan, ralat petunjuk, dsb. Nilai had ralat yang dibenarkan bagi alat pengukur yang dinyatakan dalam spesifikasi dan peraturan teknikal dipanggil "ralat maksimum yang dibenarkan" atau "had ralat yang dibenarkan".Ia ialah julat ralat petunjuk yang dibenarkan yang ditentukan oleh pengilang untuk jenis instrumen tertentu, bukan ralat sebenar instrumen tertentu.Ralat maksimum yang dibenarkan bagi alat pengukur boleh didapati dalam manual instrumen, dan ia dinyatakan dengan tanda tambah atau tolak apabila dinyatakan sebagai nilai berangka, biasanya dinyatakan dalam ralat mutlak, ralat relatif, ralat rujukan atau gabungannya.Contohnya±0.1PV,±1%, dsb. Ralat maksimum yang dibenarkan bagi alat pengukur bukanlah ketidakpastian pengukuran, tetapi ia boleh digunakan sebagai asas untuk penilaian ketidakpastian pengukuran.Ketidakpastian yang diperkenalkan oleh alat pengukur dalam hasil pengukuran boleh dinilai mengikut ralat maksimum instrumen yang dibenarkan mengikut kaedah penilaian jenis B.Contoh lain ialah perbezaan antara nilai petunjuk alat pengukur dan nilai sebenar yang dipersetujui bagi input sepadan, yang merupakan ralat petunjuk alat pengukur.Untuk alat pengukur fizikal, nilai yang ditunjukkan ialah nilai nominalnya.Biasanya, nilai yang disediakan atau dihasilkan semula oleh piawaian pengukuran peringkat lebih tinggi digunakan sebagai nilai benar yang dipersetujui (sering dipanggil nilai penentukuran atau nilai piawai).Dalam kerja pengesahan, apabila ketidakpastian yang diperluaskan bagi nilai standard yang diberikan oleh piawaian pengukuran ialah 1/3 hingga 1/10 daripada ralat maksimum yang dibenarkan bagi instrumen yang diuji, dan ralat petunjuk instrumen yang diuji berada dalam lingkungan maksimum yang dibenarkan. ralat , ia boleh dinilai sebagai layak.
Masa siaran: 10 Ogos 2023
