Mavzu: O'lchov noaniqligi

Mavzu: O'lchov noaniqligi

Reja:

1. 
   Kirish
   
2. 
   O'lchov noaniqligi tushunchasi asoslari
   
3. 
   O'lchovlar natijasini va uning noaniqligini baholash metodikasi
   
4. 
   Hisob-kitoblar natijasini turli usullar bilan solishtirish
   
5. 
   Adabiyotlar
   

Kirish

1997 yilda yettita nufuzli xalqaro tashkilot nomidan

• 
  Og'irliklar va o'lchovlar bo'yicha xalqaro qo'mita (CIPM);
  
• 
  Xalqaro elektrotexnika komissiyasi (IEC);
  
• 
  Xalqaro standartlashtirish tashkiloti (ISO);
  
• 
  Huquqiy metrologiya bo'yicha xalqaro tashkilot; (OIML)
  
• 
  Sof va amaliy fizika xalqaro ittifoqi (IUPAP);
  
• 
  Xalqaro toza va amaliy kimyo ittifoqi (IUPAC);
  
• 
  Xalqaro Klinik Kimyo Federatsiyasi (IFCC)
  

O'lchovlarning aniqligini baholashning yangi kontseptsiyasini belgilovchi "O'lchov noaniqligini ifodalash bo'yicha ko'rsatmalar" nashr etildi.
Darhol ta'kidlash mumkinki, ushbu kontseptsiyani 10 yildan ortiq qo'llash tajribasi shuni ko'rsatdiki, u turli mamlakatlar va tashkilotlarda o'tkazilgan o'lchovlar natijalarini miqdoriy taqdimotining ishonchliligiga hissa qo'shib, katta ijobiy ta'sir ko'rsatdi. ya'ni pirovardida metrologiyaning asosiy maqsadi - o'lchovlarning bir xilligini ta'minlash.
O'lchov xatosi kontseptsiyasi biroz batafsil ishlab chiqilgan bir paytda, yangi kontseptsiyaga o'tishga nima turtki bo'ldi ?
O'lchov xatosi - o'lchov natijasining o'lchangan miqdorning haqiqiy (haqiqiy) qiymatidan og'ishi. Eslatmalar:

• 
  Miqdorning haqiqiy qiymati noma'lum, u faqat nazariy tadqiqotlarda qo'llaniladi.
  
• 
  Amalda, x _D ning haqiqiy qiymati qo'llaniladi , buning natijasida o'lchov xatosi Dx _ISM quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi: Dx _ISM  = x _ISM  - x _D , bu erda x _ISM - miqdorning o'lchangan qiymati.
  
• 
  O'lchov xatosi atamasining sinonimi o'lchov xatosi atamasi bo'lib, u kamroq muvaffaqiyatli deb tavsiya etilmaydi.
  

Ba'zi ekspertlarning fikricha, asosiy sabab semantika edi, ya'ni. o'lchov aniqligi uchun noto'g'ri terminologiya. Xatoning miqdorini aniqlash uchun xato (inglizcha), erreur (frantsuz) - xato, noto'g'ri hisoblash ishlatilgan. Ishlab chiqarish sifatini ta'minlashga qo'yiladigan talablarni hisobga olgan holda, xatolar va noto'g'ri hisob-kitoblar bilan o'lchovlar qabul qilinishi mumkin emas va bu atama ba'zan aniqlik (aniqlik) va o'zgaruvchanlik (variatsiya) atamalaridan foydalangan holda almashtirilishiga harakat qilindi. Biroq, ta'rif bo'yicha aniqlik o'lchov natijasini sifatli baholashdir va o'zgaruvchanlik o'lchov natijalarining nisbiy tarqalishini tavsiflovchi parametrdir. Ilgari o'lchov amaliyotida qo'llanilgan o'lchov noaniqligi (o'lchov noaniqligi) tushunchasi, va ta'rifi 1993 yilda Metrologiyaning asosiy va umumiy atamalarining xalqaro lug'atida (VIM-93) berilgan, o'lchov natijalarining tarqalishini tavsiflash uchun eng muvaffaqiyatli bo'ldi. Shuni ta'kidlash kerakki, o'lchov noaniqligining jismoniy ma'nosi o'lchov xatosi tushunchasiga mos kelmaydi.
Albatta, “noaniqlik” atamasining tanlanishi ham yuqoridagi sabablar bilan bog‘liq. Biroq, yangi kontseptsiyani ishlab chiqish Qo'llanmada belgilangan bir qator maqsadlarga erishishning hozirgi zarurati bilan bog'liq, jumladan:
- o'lchov noaniqliklari haqida to'liq ma'lumot berish;
- o'lchov natijalarini xalqaro taqqoslash uchun asos yaratish;
- o'lchovlarning noaniqligini ifodalash va baholashning universal usulini ta'minlash, barcha turdagi o'lchovlar va o'lchovlarda qo'llaniladigan barcha turdagi ma'lumotlar;
-o'lchov ma'lumotlarini qayta ishlash bilan bog'liq hisob-kitoblarni soddalashtirish.
Itak, v osnove kontsepsii neopredelennosti lejit nepolnoe znanie znacheniya izmeryaemoy velichiny , kotorye predstavleno operatoru v vide rda velichin, poluchennyh va natijada izmeritelnogo eksperimenta va kim-to'g'ri obrazlarni ishlab chiqish. Pri otsenke resultatov izmereniy ne ispolzuyutsya ponyatiya isinnogo znacheniya FV, deystvitelnogo znacheniya FV va pogreshnosti izmereniya. Vvoditsya ponatie neopredelennosti izmereniya, kotoroe traktuetsya qanday parametr, svyazannyy s rezultatom izmereniy va xarakterli rasseyanie znacheniy, kotoroe obosnovanno mumkin byt pripisany izmeryaemoy velichine . Zametim ham, chto v novoy kontseptsii vmesto ponyatiya "fizicheskaya velichina" ni "velichina" ni qo'llaydi.
Klassik o'lchov nazariyasida bo'lgani kabi, standart og'ish (RMS) va ishonch oralig'i noaniqlikning xarakteristikasi sifatida ishlatiladi, ular yangi kontseptsiyada standart noaniqlik va kengaytirilgan noaniqlik deb ataladi .
Yagona o'lchovlarning xatosi o'lchov natijasi I _i va X jismoniy miqdorning haqiqiy qiymati o'rtasidagi farq, ya'ni  _i =I _i -X.
"Yagona o'lchovning noaniqligi" o'lchov natijasi va n ta o'lchov natijasida olingan o'rtacha arifmetik qiymat L o'rtasidagi farq sifatida ifodalanishi mumkin, ya'ni u _i =I _i -L.
O'lchovlar sonining ortishi bilan o'rtacha arifmetik L X ning haqiqiy qiymatiga intiladi, albatta, agar barcha tizimli xatolar bartaraf etilsa. _{Bunday holda,  I} va u _i orasidagi farq nolga moyil bo'ladi va shuning uchun  _I va u _i to'plamlari xatti-harakatlarining matematik naqshlari o'xshash bo'ladi. Yuqorida ta'kidlanganidek, tushunchalarning asosiy farqi (noaniqlik va xatolik) dispersiya (RMS) o'lchangan miqdorning haqiqiy qiymatiga yoki o'lchov natijasiga bog'liqmi?

O'lchov noaniqligi kontseptsiyasining asosiy qoidalari

O'lchov noaniqliklari, shuningdek, o'lchov xatolari turli mezonlarga ko'ra tasniflanishi mumkin: ularning namoyon bo'lish joyi (manbai) bo'yicha uslubiy, instrumental va sub'ektiv; tasodifiy, tizimli va qo'pol bo'yicha namoyon bo'lishiga ko'ra; ifodalanishiga ko‘ra mutlaq va nisbiy bo‘ladi.
Noaniqlikning namoyon bo'lish tabiati bilan bog'liq tasnifga to'xtalib o'tish kerak. Aslida, tizimli va tasodifiy noaniqliklarga bo'linish Qo'llanmada aniq kiritilmagan. Biroq, Qo'llanmaning boshida "o'lchangan y qiymatini baholash noaniqlikning barcha ma'lum tizimli manbalari uchun tuzatilgandan so'ng hisoblanadi" deb taxmin qilinadi.
Noaniqliklarni baholash usuli bo'yicha ikki turga bo'lish kiritiladi:
- A turi bo'yicha baholangan noaniqlik (A tipidagi noaniqlik) - statistik usullar bilan baholanadigan noaniqlik;
- B turi bo'yicha baholangan noaniqlik (B tipidagi noaniqlik) - statistik bo'lmagan usullar bilan baholanadigan noaniqlik;
Bunday holda, A va B noaniqliklarini baholashning ikkita usuli taklif etiladi:
- A tipidagi noaniqlik uchun - o'lchov natijalaridan foydalangan holda va asosan olingan qiymatlarning normal taqsimot qonuniga tayangan holda o'rtacha arifmetik va o'rtacha kvadratning ma'lum statistik baholaridan foydalanish;
- B tipidagi noaniqlik uchun - asosan miqdorlarning mumkin bo'lgan qiymatlarini ma'lum chegaralarda taqsimlashning yagona qonuniga asoslangan aprior statistik bo'lmagan ma'lumotlardan foydalanish.
Shunday qilib, yana bir bor ta'kidlash kerak: tizimli va tasodifiy xatolarga bo'linish ularning paydo bo'lishi va o'lchovlar jarayonida namoyon bo'lish xususiyatiga bog'liq va A va B turi bo'yicha hisoblangan noaniqliklarga bo'linish usullar bilan aniqlanadi. ularning olinishi va umumiy noaniqlikni hisoblashda foydalanish.
Qo'llanmada RMG 29-99da bo'lmagan yangi atamalar qo'llaniladi:
Standart noaniqlik standart og'ish sifatida ifodalangan noaniqlikdir.
Kengaytirilgan noaniqlik - bu o'lchov natijasi atrofidagi intervalni belgilaydigan miqdor bo'lib, unda o'lchangan qiymatga asosli ravishda tegishli bo'lishi mumkin bo'lgan qiymatlar taqsimotining ko'p qismi yotishi kutilmoqda.
Kengaytirilgan noaniqlik o'lchov xatolarining ishonch chegaralariga o'xshaydi. Bundan tashqari, kengaytirilgan noaniqlikning har bir qiymati P ni qoplash ehtimoliga mos keladi.
Qoplash ehtimoli - bu operatorning fikriga ko'ra, o'lchov natijasining kengaytirilgan noaniqligiga mos keladigan ehtimollik. Qoplash ehtimoli noaniqlikni taqsimlashning ehtimollik qonunini hisobga olgan holda aniqlanadi va uning klassik nazariyadagi o'xshashi ishonchli ehtimollikdir.
Qoplash koeffitsienti o'lchov natijasining noaniqligini taqsimlash turiga va qoplash ehtimoliga bog'liq bo'lgan koeffitsient bo'lib, berilgan qoplash ehtimoliga mos keladigan kengaytirilgan noaniqlikning standart noaniqlikka nisbatiga son jihatdan tengdir.
Erkinlik darajalari soni statistik taqsimotning parametri bo'lib, taxmin qilingan statistik namunaning mustaqil bo'g'inlari soniga teng.
Quyidagi 1-jadvalda xatolarning klassik nazariyasida qo'llaniladigan atamalar va noaniqlik tushunchasi o'rtasidagi muvofiqlik keltirilgan.
1-jadval