פיתוח המדע והטכנולוגיה הוא החשוב ביותר בלעדי נגישות לערכים מחושבים אמיתיים בכדי לתת הוכחות מציאותיות. חקירה טכנית מבוססת באמת על תיאוריה, המורשית רק באמצעות עקרונות מדודים שהושגו. החוקר יכול להבחין בין זנים של דרגות המאפיינים המחושבים ויכול לספק ערך קבוע להתרחשויות בזמן אמת. שונה סוגים של שגיאות מדידה הם משמעותיים בהפחתת מאמץ ההצהרה ומציעים יותר עצמאות לתוצאה. מאמר זה נותן סקירה של שונות סוגי שגיאות במדידה , וה חישוב שגיאות מדידה עם דוגמא.
מהן שגיאות במדידה?
ניתן לתאר שגיאה או תקלה כפער בין הערך המחושב לבין השווי המדויק. למשל, אם שני המכונאים משתמשים במכשיר דומה לגילוי השגיאות במדידה, לא נדרש שהם ישיגו את התוצאות הנלוות. אבל, תהיה שונות קלה בין שתי המדידות הידועה כשגיאה. ברצף, כדי לדעת את הרעיון של שגיאות במדידה, צריך להכיר בשני התנאים המתארים את השגיאה, כלומר ערך נמדד, כמו גם ערך אמיתי. 'הערך האמיתי' אינו אפשרי לגלות את דיוק המדידה באמצעים ניסיוניים הניתנים להגדרה כערך הסטנדרטי של מספר אינספור ערכים מחושבים. ניתן לתאר ערך זה כערך הצפוי של ערך אמיתי אשר ניתן לקבוע על ידי לקיחת ערכים מחושבים רבים במהלך הניסוי.
סוגי שגיאות במדידה
השגיאות במדידה עשויות להתרחש ממקורות שונים אשר בדרך כלל מסווגים לסוגים הבאים. אלה מובהרים להלן בפרטים.
- שגיאות שיטתיות
- שגיאות גסות
- שגיאות אקראיות
סוגי שגיאות במדידות
1. שגיאות שיטתיות
אלה סוגי שגיאות שיטתיות בדרך כלל מסווגים לשלושה סוגים המוסברים בהמשך בפירוט.
- שגיאות תצפית
- שגיאות סביבתיות
- שגיאות אינסטרומנטליות
שגיאות שיטתיות
שגיאות תצפית
שגיאות התצפית עלולות להתרחש עקב חקר התקלות בקריאת המכשיר, ומקורות השגיאות הללו רבים. לדוגמא, המחוון של מד מתח מכוון מחדש מעט מעל פני השטח. כתוצאה מכך, תקלה מתרחשת למעט שורת התמונה של העד נמצאת במדויק מעל המחוון. כדי להפחית את שגיאת הפרלקסה, מוצעים מטרים מדויקים במיוחד עם סולמות משתקפים.
שגיאות סביבתיות
טעויות סביבתיות יתרחשו עקב המצב החיצוני של מכשירי המדידה. סוגים אלה של שגיאות מתרחשים בעיקר בגלל תוצאת הטמפרטורה, כוח, לחות, לכלוך, רטט אחרת בגלל השדה האלקטרוסטטי או המגנטי. האמצעים המתקנים המשמשים להסרת תופעות לא רצויות אלה כוללים את הפעולות הבאות.
- יש לסיים את ההכנה כדי להישאר במצבים יציבים ככל שניתן להשיג.
- על ידי המכשיר ללא עלות מתוצאות אלה.
- בעזרת שיטות אלה המסירים את התוצאה של צרות אלה.
- על ידי יישום השינויים המחושבים.
שגיאות אינסטרומנטליות
שגיאות אינסטרומנטליות יתרחשו בגלל כמה מהסיבות הבאות
שגיאות אינסטרומנטליות
מגבלה אינהרנטית של התקנים
שגיאות אלה הן חלק בלתי נפרד ממכשירים בשל תכונותיהם, כלומר סידור מכני. אלה עשויים לקרות עקב פעולת המכשיר וכן הפעלה או חישוב של המכשיר. סוגים אלה של שגיאות יעשו את הטעות ללמוד נמוך מאוד אחרת מאוד גבוה.
לדוגמא - אם המנגנון משתמש בקפיץ העדין אז הוא מציע את הערך הגבוה של המדד הקובע. אלה יתרחשו במנגנון עקב אובדן היסטריה או חיכוך.
שימוש לרעה במכשירים
השגיאה במכשיר מתרחשת עקב אשמתו של המכונאי. מכשיר מעולה המשמש בשיטה לא אינטליגנטית עשוי לספק תוצאה עצומה. למשל - שימוש לרעה במנגנון עלול לגרום להתמוטטות לשנות את אפס הכלים, שינוי מוקדם גרוע, ולהוביל להתנגדות גבוהה מאוד. התבוננות לא נכונה באלו עשויה שלא לגרום לנזק ממושך בהתקן, למעט כל דבר דומה, הם גורמים לתקלות.
השפעת הטעינה
הסוג השכיח ביותר של שגיאה זו יתרחש עקב עבודות המדידה בהתקן. למשל, כמו מד המתח משויך למעגל ההתנגדות הגבוה אשר יתן קריאה כוזבת, כמו גם לאחר שהוא קשור למעגל ההתנגדות הנמוך, מעגל זה ייתן את הקריאה האמינה, ואז מד המתח ישפיע לטעון על המעגל .
התקלה שנגרמת כתוצאה מהשפעה זו תוכה בעזרת חכם בצורה חכמה. לשם המחשה, לאחר חישוב התנגדות נמוכה בשיטת מד זרם מד מתח, יש להשתמש במד מתח בעל ערך התנגדות גבוה במיוחד.
2. שגיאות גסות
ניתן להגדיר שגיאות גסות כשגיאות פיזיות במכשירי ניתוח או חישוב ותיעוד תוצאות מדידה. באופן כללי, שגיאות מסוג זה יתרחשו במהלך הניסויים, בכל מקום שהחוקר עשוי לחקור או לתעד שווי שונה מזה האמיתי, אולי בגלל ראייה מופחתת. בדאגה אנושית, ניתן לחזות סוגים של שגיאות, אם כי ניתן לאמוד אותן ולתקן אותן.
ניתן לאסור על שגיאות מסוג זה על ידי מספר הפעולות הבאות:
- קריאה מדוקדקת וכן הקלטת מידע.
- ביצוע קריאות רבות של המכשיר על ידי מפעילים שונים. חוזים מאובטחים בין הבנות שונות מבטיחים ביטול כל טעות גסה.
3. שגיאות אקראיות
סוג זה של שגיאה נמצא כל הזמן במדידה, אשר מתרחשת על ידי תנודות אקראיות למעשה בניתוח מדידת המנגנון או בהבנת הנסיין את קריאת המכשירים. סוגים אלה של שגיאות מופיעים כתוצאות שונות עבור ככל הנראה המדידה התכופה הדומה, שניתן לצפות על ידי ניגודיות של מדידות רבות, עם דחוס על ידי ממוצע של מדידות רבות.
חישוב שגיאות המדידה
החישוב של שגיאות במערכת המדידה לא אומר שהמימד לא נכון. אז מדידת המכשיר אינה מדויקת בגלל המכשיר. שגיאות אלה מסווגות לשלושה סוגים, כלומר שגיאה מוחלטת, שגיאה יחסית ושגיאת אחוזים.
ניתן להגדיר את השגיאה המוחלטת כווריאציה בין ערכי הפועל והמדידה.
שגיאה מוחלטת = | VA-VE |
אחוז שגיאה (%) = (| VA-VE | / VE) x 100
שגיאה יחסית = שגיאה מוחלטת / ערך ממשי
כאן הערך הנמדד מסומן ב- VA ואילו הערך המדויק מסומן ב- VE
דוגמה לשגיאות מדידה
אורך חושב על 5.8 מטר, אך האורך המוחלט היה 5.72 מטר. חשב את השגיאות עבור מוחלט כמו גם אחוז.
כאן, VA = 5.8 מטר ו- VE = 5.62 מטר
שגיאה מוחלטת = | VA-VE | = | 5.8-5.72 | = 0.08ft
אחוז שגיאה (%) = (| VA-VE / VE) x 100 = | 0.08 / 5.62 | x 100 = 1.423%
שגיאה יחסית = | VA-VE | / VE = 0.08 / 5.8 = 0.013
המאמר לעיל נותן מושג קצר לגבי מקורות לטעויות במדידה . שיחה שלמה היא מעבר לטווח הכתיבה הזו. עם זאת, כל מידע נוסף מוזמן להיכלל בסעיף ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מהם היישומים של שגיאות מדידה?
