Хэмжилтийг эзэмших: Үнэмлэхүй, харьцангуй, бүрэн хэмжээний (%FS) алдааны талаархи таны эцсийн гарын авлага

Та техникийн үзүүлэлтийн хуудсыг харж байсан уу?aдаралтдамжуулагч,aурсгалметр, эсвэлaтемператур мэдрэгчболон"Нарийвчлал: ±0.5% FS" гэх мэт мөрийг харсан уу? Энэ бол нийтлэг тодорхойлолт боловч таны цуглуулж буй өгөгдлийн хувьд энэ нь юу гэсэн үг вэ? Унших бүр нь жинхэнэ утгын 0.5% дотор байна гэсэн үг үү? Харж байгаагаар хариулт нь арай илүү төвөгтэй бөгөөд энэ нарийн төвөгтэй байдлыг ойлгох нь инженерчлэл, үйлдвэрлэл, шинжлэх ухааны хэмжилттэй холбоотой хэн бүхэнд маш чухал юм.

Алдаа бол физик ертөнцийн зайлшгүй хэсэг юм. Ямар ч хэрэгсэл төгс байдаггүй. Хамгийн гол нь алдааны мөн чанарыг ойлгож, тоон үзүүлэлтийг гаргаж, энэ нь таны тусгай хэрэглээнд зөвшөөрөгдөх хязгаарт байгаа эсэхийг шалгах явдал юм. Энэхүү гарын авлага нь үндсэн ойлголтуудыг задлах болноofхэмжилталдаа. Энэ нь үндсэн тодорхойлолтуудаас эхэлж, дараа нь практик жишээнүүд болон холбогдох чухал сэдвүүд болон өргөжин тэлж, таныг зүгээр л техникийн үзүүлэлтүүдийг уншдаг хүнээс тэдгээрийг үнэхээр ойлгодог хүн болгон хувиргадаг.

 

Хэмжилтийн алдаа гэж юу вэ?

Түүний зүрх сэтгэлд,хэмжилтийн алдаа нь хэмжсэн хэмжигдэхүүн ба түүний бодит бодит утгын зөрүү юм. Үүнийг таны хэрэглүүрийн үзэж байгаа ертөнц болон байгаа ертөнцийн хоорондох зай гэж бод.

Алдаа = хэмжсэн утга – Үнэн утга.

"Жинхэнэ үнэ цэнэ" бол онолын ойлголт юм. Практикт үнэмлэхүй жинхэнэ үнэ цэнийг хэзээ ч төгс итгэлтэйгээр мэдэж чадахгүй. Үүний оронд уламжлалт үнэн утгыг ашигладаг. Энэ нь хэмжилтийн стандарт эсвэл жишиг хэрэглүүрээр хангагдсан утга бөгөөд туршилт хийж буй төхөөрөмжөөс хамаагүй илүү нарийвчлалтай (ихэвчлэн 4-10 дахин илүү нарийвчлалтай) юм. Жишээлбэл, тохируулга хийх үед aгар ажиллагаатайдаралтхэмжигч, "уламжлалт үнэн үнэ цэнэ" нь өндөр нарийвчлалтай,лабораторийн зэрэгтэйдаралткалибратор.

Энэхүү энгийн тэгшитгэлийг ойлгох нь эхний алхам боловч бүх түүхийг өгүүлдэггүй. 100 метрийн хоолойн уртыг хэмжихэд 1 миллиметрийн алдаа нь ач холбогдолгүй боловч хөдөлгүүрт поршений боловсруулалт хийх үед энэ нь сүйрлийн гэмтэл юм. Бүрэн дүр зургийг авахын тулд бид энэ алдааг илүү утга учиртай илэрхийлэх хэрэгтэй. Энд үнэмлэхүй, харьцангуй, лавлагааны алдаа гарч ирдэг.

Хэмжилтийн гурван нийтлэг алдааг цуглуулах

Хэмжилтийн алдааг тооцоолох, дамжуулах гурван үндсэн аргыг задлан үзье.

1. Үнэмлэхүй алдаа: Түүхий хазайлт

Үнэмлэхүй алдаа бол алдааны хамгийн энгийн бөгөөд шууд хэлбэр юм. Эх баримт бичигт тодорхойлсончлон энэ нь хэмжилтийн нэгжээр илэрхийлэгдсэн хэмжилт ба жинхэнэ утгын шууд зөрүү юм.

Томъёо:

Жишээ:

Та хоолой дахь урсгалыг хэмжиж байнаүнэнурсгалын хурдof50 м³/цаг, бачинийурсгал хэмжигчуншдаг50.5 м³/ц, тэгэхээр үнэмлэхүй алдаа нь 50.5 – 50 = +0.5 м³/ц байна.

Одоо та өөр процессыг 500 м³/ц бодит урсгалаар хэмжиж байна гэж төсөөлөөд үз дээ, таны зарцуулалт хэмжигч 500.5 м³/ц гэж зааж байна. Үнэмлэхүй алдаа нь +0.5 м³/цаг хэвээр байна.

Энэ нь хэзээ ашигтай вэ? Тохиромжтой алдаа нь шалгалт тохируулга хийх явцад зайлшгүй шаардлагатай. Шалгалт тохируулгын гэрчилгээ нь янз бүрийн туршилтын цэгүүдийн үнэмлэхүй хазайлтыг ихэвчлэн жагсаадаг. Гэсэн хэдий ч жишээнээс харахад энэ нь контекст дутмаг байна. Үнэмлэхүй алдаа +0.5 м³/цаг нь том хэмжээтэй харьцуулахад бага урсацын хувьд илүү чухал юм. Энэ ач холбогдлыг ойлгохын тулд харьцангуй алдаа хэрэгтэй.

2. Харьцангуй алдаа: Контекст дэх алдаа

Харьцангуй алдаа нь үнэмлэхүй алдаа дутагдалтай нөхцөл байдлыг хангадаг. Энэ нь алдааг хэмжиж буй бодит утгын бутархай эсвэл хувиар илэрхийлдэг. Энэ нь хэмжилтийн хэмжээтэй холбоотой алдаа хэр их байгааг хэлж өгнө.

Томъёо:

Жишээ:

Жишээгээ дахин харцгаая:

50 м³/ц урсгалын хувьд: Харьцангуй алдаа = (0.5 м³/ц / 50 м³/ц) × 100% = 1%

500 м³/ц урсгалын хувьд: Харьцангуй алдаа = (0.5 м³/ц / 500 м³/ц) × 100% = 0.1%

Гэнэт ялгаа нь илүү тодорхой болно. Үнэмлэхүй алдаа нь хоёр хувилбарт ижил байсан ч харьцангуй алдаа нь бага урсгалын хурдны хувьд хэмжилт арав дахин бага нарийвчлалтай байсныг харуулж байна.

Энэ яагаад чухал вэ? Харьцангуй алдаа нь тодорхой үйлдлийн цэг дээр багажийн гүйцэтгэлийн илүү сайн үзүүлэлт юм. Энэ нь “Одоогоор энэ хэмжилт хэр сайн байна вэ?” гэсэн асуултад хариулахад тусална. Гэсэн хэдий ч багаж үйлдвэрлэгчид таны хэмжиж болох боломжит бүх утгын хувьд харьцангуй алдааг жагсааж чадахгүй. Тэд төхөөрөмжийнхөө үйл ажиллагааны бүх чадавхийг хангахын тулд ганц найдвартай хэмжүүр хэрэгтэй. Энэ бол лавлагааны алдааны ажил юм.

3. Лавлагааны алдаа (%FS): Аж үйлдвэрийн стандарт

Энэ бол өгөгдлийн хуудаснаас таны хамгийн их хардаг үзүүлэлт юм: нарийвчлалыг хувиар илэрхийлсэнofБүрэнХэмжээ (%FS), мөн лавлагааны алдаа эсвэл хүрээний алдаа гэж нэрлэдэг. Үнэмлэхүй алдааг одоогийн хэмжсэн утгатай харьцуулахын оронд энэ нь багажийн нийт зайтай (эсвэл муж) харьцуулдаг.

Томъёо:

Хэмжилтийн хүрээ (эсвэл хүрээ) нь хэмжих хэрэгслийн хамгийн их ба хамгийн бага утгуудын хоорондох зөрүү юм.

Чухал жишээ: %FS-ийг ойлгох

Таныг худалдаж авсан гэж төсөөлөөд үз дээaдаралт дамжуулагчхамтдараах үзүүлэлтүүд:

• Хүрээ: 0-ээс 200 бар

• Нарийвчлал: ±0.5% FS

Алхам 1: Хамгийн их зөвшөөрөгдөх үнэмлэхүй алдааг тооцоолох.

Нэгдүгээрт, бид энэ хувьтай тохирч буй үнэмлэхүй алдааг олно: хамгийн их үнэмлэхүй алдаа = 0.5% × (200 бар - 0 бар) = 0.005 × 200 бар = ±1 бар.

Энэ бол хамгийн чухал тооцоо бөгөөд энэ нь бид ямар ч даралтыг хэмжиж байгаагаас үл хамааран энэ багажийн уншилт нь жинхэнэ утгын ±1 бар дотор байх баталгаатай гэдгийг харуулж байна.

Алхам 2: Энэ нь харьцангуй нарийвчлалд хэрхэн нөлөөлж байгааг харна уу.

Одоо энэ ±1 бар алдаа нь муж дахь өөр өөр цэгүүдэд ямар утгатай болохыг харцгаая.

• 100 бар даралтыг хэмжих (хамгийн 50%): Уншилт нь 99-аас 101 бар хүртэл байж болно. Энэ цэгийн харьцангуй алдаа нь (1 бар / 100 бар) × 100% = ±1% байна.

• 20 бар даралтыг хэмжих (мужийн 10%): Унших нь 19-21 бар байж болно. Энэ цэг дэх харьцангуй алдаа нь (1 бар / 20 бар) × 100% = ± 5% байна.

• 200 бар даралтыг хэмжих (мужийн 100%): Уншилт нь 199-аас 201 бар хүртэл байж болно. Энэ цэг дэх харьцангуй алдаа нь (1 бар / 200 бар) × 100% = ± 0.5% байна.

Энэ нь багаж хэрэгслийн харьцангуй нарийвчлал нь хязгаарын дээд хэсэгт хамгийн сайн, хамгийн доод хэсэгт хамгийн муу байдаг багаж хэрэгслийн чухал зарчмыг харуулж байна.

Практик хэрэглүүр: Хэрхэн зөв хэрэгсэл сонгох вэ?

%FS болон харьцангуй алдааны хоорондын хамаарал нь багажийн сонголтод ихээхэн нөлөөлдөг.Лавлагааны алдаа бага байх тусам багажийн ерөнхий нарийвчлал өндөр болно. Гэсэн хэдий ч, та өөрийн хэрэглээнд тохирох хүрээг сонгох замаар хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулах боломжтой.

Хэмжилтийн хэмжилтийн алтан дүрэм бол ердийн үйлдлийн утга нь бүрэн хэмжээний хүрээний дээд хагаст (хамгийн тохиромжтой нь гуравны хоёрын дээд хэсэгт) багтах хэрэгслийг сонгох явдал юм. Нэг жишээ татъя:

Таны процесс нь ихэвчлэн 70 бар даралттай ажилладаг боловч 90 бар хүртэл оргилтой байдаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Та бодож байнахоёрдамжуулагч, хоёулаа ±0.5% FS нарийвчлалтай:

• Дамжуулагч А: 0-500 барын хүрээ

• Дамжуулагч B: 0-100 барын хүрээ

Таны хэвийн ажиллах цэгийн 70 барын боломжит алдааг тооцоолъё.

Дамжуулагч A (0-500 бар):

• Хамгийн их үнэмлэхүй алдаа = 0.5% × 500 бар = ± 2.5 бар.

• 70 бар үед таны уншилт 2.5 бар-аар буурч магадгүй юм. Таны жинхэнэ харьцангуй алдаа (2.5 / 70) × 100% ≈ ±3.57% байна. Энэ бол ноцтой алдаа юм!

Дамжуулагч B (0-100 бар):

• Хамгийн их үнэмлэхүй алдаа = 0.5% × 100 бар = ± 0.5 бар.

• 70 бар байхад таны уншилт ердөө 0.5 бараар унтарна. Таны жинхэнэ харьцангуй алдаа (0.5 / 70) × 100% ≈ ±0.71% байна.

Хэрэглээнд тохирох "шахсан" мужтай багажийг сонгосноор та хоёр хэрэглүүрийн мэдээллийн хуудсан дээр ижил "%FS" нарийвчлалын үнэлгээтэй байсан ч бодит хэмжилтийн нарийвчлалыг тав дахин нэмэгдүүлсэн.

Нарийвчлал ба нарийвчлал: Чухал ялгаа

Хэмжилтийг бүрэн эзэмшихийн тулд өөр нэг ойлголт чухал: нарийвчлал ба нарийвчлалын ялгаа. Хүмүүс эдгээр нэр томъёог ихэвчлэн сольж хэрэглэдэг боловч шинжлэх ухаан, инженерчлэлд тэс өөр утгатай.

Нарийвчлалisяажхэмжилтийг жинхэнэ утгаар нь хаах. Энэ нь үнэмлэхүй ба харьцангуй алдаатай холбоотой. Үнэн зөв багаж нь дунджаар зөв уншилтыг өгдөг.

Нарийвчлалisяажижил зүйлийн ойрын олон хэмжилтүүд бие биедээ байна. Энэ нь хэмжилтийн давтагдах байдал эсвэл тууштай байдлыг илэрхийлдэг. Нарийвчилсан багаж нь танд бараг ижил уншилтыг бүрд өгдөг боловч энэ нь зөв байх албагүй.

Зорилтот аналоги энд байна:

• Нарийвчлалтай, нарийвчлалтай: Таны бүх цохилтууд бухын нүдний төвд нягт байрладаг. Энэ бол хамгийн тохиромжтой.

• Нарийвчлалтай боловч оновчгүй: Таны бүх цохилтууд хоорондоо нягт нийлсэн боловч тэдгээр нь байны зүүн дээд буланд, бухын нүднээс хол байна. Энэ нь винтов дээрх дуранг буруу тохируулсан эсвэл тааруу тохируулагдсан мэдрэгч зэрэг системчилсэн алдааг илтгэнэ. Энэ хэрэгсэл нь давтагдах боломжтой боловч байнга алдаатай байдаг.

• Нарийвчлалтай боловч тодорхой бус: Таны цохилтууд байн дээр тархсан боловч тэдний дундаж байрлал нь бухын нүдний төв юм. Энэ нь хэмжилт бүр урьдчилан таамаглах аргагүй хэлбэлздэг санамсаргүй алдааг илтгэнэ.

• Нарийвчлалтай ч биш, нарийн ч биш: Буудлагууд нь байн байн байн байн санамсаргүй байдлаар тархсан.

0.5% FS үзүүлэлттэй багаж нь түүний нарийвчлалыг баталж байгаа бол нарийвчлал (эсвэл давтагдах чадвар) нь өгөгдлийн хуудсанд тусдаа мөрийн зүйл болгон жагсаагдсан байдаг бөгөөд ихэвчлэн түүний нарийвчлалаас бага (илүү сайн) тоо байдаг.

Дүгнэлт

Алдааны нарийн ширийнийг ойлгох нь сайн инженерийг агуу инженерээс ялгах зүйл юм.

Дүгнэж хэлэхэд, хэмжилтийн алдааг эзэмших нь үндсэн ойлголтоос практик хэрэглээ рүү шилжихийг шаарддаг. Үнэмлэхүй алдаа нь түүхий хазайлтыг, харьцангуй алдаа нь одоогийн хэмжилтийн хүрээнд байрлуулж, лавлагааны алдаа (%FS) нь багажийн бүх хүрээн дэх хамгийн их алдааны стандартчилсан баталгааг өгдөг. Хамгийн гол зүйл бол багажийн тодорхойлсон нарийвчлал болон түүний бодит гүйцэтгэл нь ижил биш байх явдал юм.

Тогтсон %FS алдаа нь масштабын харьцангуй нарийвчлалд хэрхэн нөлөөлж байгааг ойлгосноор инженер, техникийн ажилтнууд мэдээлэлтэй шийдвэр гаргах боломжтой. Хэрэглээнд тохирох хүрээ бүхий багажийг сонгох нь түүний нарийвчлалын зэрэгтэй адил чухал бөгөөд цуглуулсан өгөгдөл нь бодит байдлын найдвартай тусгал гэдгийг баталгаажуулдаг.

Дараагийн удаа та мэдээллийн хуудсыг хянаж, нарийвчлалын үнэлгээг харахдаа энэ нь яг юу гэсэн үг болохыг мэдэх болно. Та боломжит алдааны дээд хэмжээг тооцоолж, энэ алдаа нь янз бүрийн үйлдлийн цэгүүдэд таны үйл явцад хэрхэн нөлөөлөхийг ойлгож, цуглуулсан өгөгдөл нь зөвхөн дэлгэцэн дээрх тоо биш, харин бодит байдлын найдвартай тусгал гэдгийг баталгаажуулах үндэслэлтэй шийдвэр гаргах боломжтой.

Манай хэмжилтийн мэргэжилтнүүдтэй холбоо барина уу