Ölçmənin mənimsənilməsi: Mütləq, nisbi və tam miqyaslı (%FS) xətası üçün əsas bələdçiniz

Heç üçün spesifikasiya vərəqinə baxmısınızatəzyiqötürücü,aaxınmetr, və yaatemperatur sensoruvə“Dəqiqlik: ±0,5% FS” kimi sətir elementi gördünüz? Bu ümumi spesifikasiyadır, lakin topladığınız məlumat üçün həqiqətən nə deməkdir? Bu, hər oxunmanın həqiqi dəyərin 0,5%-i daxilində olması deməkdirmi? Göründüyü kimi, cavab bir az daha mürəkkəbdir və bu mürəkkəbliyi anlamaq mühəndislik, istehsal və elmi ölçmə ilə məşğul olan hər kəs üçün çox vacibdir.

Səhv fiziki dünyanın qaçılmaz hissəsidir. Heç bir alət mükəmməl deyil. Əsas odur ki, xətanın mahiyyətini başa düşmək, kəmiyyətini müəyyənləşdirmək və onun xüsusi tətbiqiniz üçün məqbul hədlər daxilində olduğuna əmin olmaqdır. Bu təlimat əsas anlayışları aydınlaşdıracaqofölçüsəhv. O, əsas təriflərlə başlayır və sonra praktiki nümunələrə və mühüm əlaqəli mövzulara çevrilir və sizi sadəcə xüsusiyyətləri oxuyan birindən onları həqiqətən başa düşən birinə çevirir.

 

Ölçmə xətası nədir?

Ürəyində,ölçmə xətası ölçülmüş kəmiyyətlə onun həqiqi, faktiki dəyəri arasındakı fərqdir. Bunu alətinizin gördüyü dünya ilə əslində olduğu kimi dünya arasındakı boşluq kimi düşünün.

Xəta = Ölçülən Dəyər – Həqiqi Dəyər.

“Əsl dəyər” nəzəri bir anlayışdır. Praktikada mütləq həqiqi dəyər heç vaxt tam əminliklə bilinə bilməz. Bunun əvəzinə şərti həqiqi dəyər istifadə olunur. Bu, sınaqdan keçirilən cihazdan əhəmiyyətli dərəcədə daha dəqiq (adətən 4-10 dəfə daha dəqiq) olan ölçmə standartı və ya istinad aləti tərəfindən verilən dəyərdir. Məsələn, kalibrləmə zamanı aəltəzyiqölçü, "şərti həqiqi dəyər" yüksək dəqiqlikdən,laboratoriya dərəcəlitəzyiqkalibrator.

Bu sadə tənliyi başa düşmək ilk addımdır, lakin bütün hekayəni izah etmir. 100 metrlik bir borunun uzunluğunu ölçərkən 1 millimetrlik bir səhv əhəmiyyətsizdir, lakin mühərrik üçün pistonu emal edərkən bu, fəlakətli bir uğursuzluqdur. Tam mənzərəni əldə etmək üçün bu səhvi daha mənalı şəkildə ifadə etməliyik. Burada mütləq, nisbi və istinad xətaları işə düşür.

Üç Ümumi Ölçmə Səhvinin Toplanması

Ölçmə xətasının kəmiyyətini müəyyənləşdirmək və çatdırmaq üçün üç əsas yolu ayıraq.

1. Mütləq Səhv: Xam sapma

Mütləq səhv səhvin ən sadə və birbaşa formasıdır. Mənbə sənədində müəyyən edildiyi kimi, bu, ölçmənin özünün vahidləri ilə ifadə olunan ölçmə ilə həqiqi dəyər arasındakı birbaşa fərqdir.

Formula:

Misal:

Borudakı axını a ilə ölçürsəndoğruduraxın sürətiof50 m³/saat vəsəninaxın sayğacıoxuyur50,5 m³/saat, buna görə də mütləq xəta 50,5 – 50 = +0,5 m³/saatdır.

İndi təsəvvür edin ki, siz 500 m³/saat həqiqi axınla fərqli bir prosesi ölçmüsünüz və axın sayğacınız 500,5 m³/saat oxuyur. Mütləq xəta hələ də +0,5 m³/saatdır.

Nə vaxt faydalıdır? Kalibrləmə və sınaq zamanı mütləq səhv vacibdir. Kalibrləmə sertifikatı tez-tez müxtəlif sınaq nöqtələrində mütləq sapmaların siyahısını verir. Ancaq nümunədən göründüyü kimi, kontekst yoxdur. Mütləq +0,5 m³/saat xəta kiçik axın sürəti üçün böyük olana nisbətən daha əhəmiyyətlidir. Bu əhəmiyyəti başa düşmək üçün bizə nisbi səhv lazımdır.

2. Nisbi Səhv: Kontekstdə Xəta

Nisbi səhv, mütləq xətanın çatışmadığı konteksti təmin edir. O, səhvi ölçülən faktiki dəyərin bir hissəsi və ya faizi kimi ifadə edir. Bu, ölçmənin böyüklüyünə nisbətdə səhvin nə qədər böyük olduğunu bildirir.

Formula:

Misal:

Nümunəmizi yenidən nəzərdən keçirək:

50 m³/saat axın üçün: Nisbi xəta = (0,5 m³/h / 50 m³/saat) × 100% = 1%

500 m³/saat axın üçün: Nisbi xəta = (0,5 m³/h / 500 m³/saat) × 100% = 0,1%

Birdən fərq daha aydın görünür. Mütləq xəta hər iki ssenaridə eyni olsa da, nisbi xəta aşağı axın sürəti üçün ölçmənin on dəfə az dəqiq olduğunu göstərir.

Bunun nə üçün əhəmiyyəti var? Nisbi səhv müəyyən bir əməliyyat nöqtəsində alətin performansının daha yaxşı göstəricisidir. Bu, “Bu ölçmə hazırda nə dərəcədə yaxşıdır?” sualına cavab verməyə kömək edir. Bununla belə, alət istehsalçıları ölçə biləcəyiniz hər mümkün dəyər üçün nisbi xətanı sadalaya bilməz. Cihazlarının bütün əməliyyat imkanları daxilində performansını təmin etmək üçün onlara vahid etibarlı metrik lazımdır. Bu, istinad səhvinin işidir.

3. İstinad xətası (%FS): Sənaye Standartı

Bu, məlumat vərəqlərində ən çox gördüyünüz spesifikasiyadır: dəqiqlik faizlə ifadə edilirofTamÖlçək (%FS), həmçinin istinad xətası və ya əhatə xətası kimi də tanınır. Mütləq xətanı cari ölçülmüş dəyərlə müqayisə etmək əvəzinə, onu alətin ümumi diapazonu (və ya diapazonu) ilə müqayisə edir.

Formula:

Ölçmə Aralığı (və ya Aralıq) alətin ölçmək üçün nəzərdə tutulduğu maksimum və minimum dəyərlər arasındakı fərqdir.

Əhəmiyyətli Nümunə: %FS-i Anlamaq

Təsəvvür edək ki, siz satın alırsınızatəzyiq ötürücüiləaşağıdakı spesifikasiyalar:

• Aralıq: 0 ilə 200 bar

• Dəqiqlik: ±0,5% FS

Addım 1: Maksimum icazə verilən mütləq xətanı hesablayın.

Birincisi, bu faizin uyğun gəldiyi mütləq xətanı tapırıq: maksimum mütləq xəta = 0,5% × (200 bar – 0 bar) = 0,005 × 200 bar = ±1 bar.

Bu, ən vacib hesablamadır ki, hansı təzyiqi ölçməyimizdən asılı olmayaraq, bu alətin oxunuşunun həqiqi dəyərin ±1 bar daxilində olmasına zəmanət verilir.

Addım 2: Bunun nisbi dəqiqliyə necə təsir etdiyinə baxın.

İndi gəlin diapazonun müxtəlif nöqtələrində bu ±1 bar xətasının nə demək olduğunu görək:

• 100 bar təzyiqin ölçülməsi (diapazonun 50%-i): Oxunma 99 ilə 101 bar arasında istənilən yerdə ola bilər. Bu nöqtədə nisbi səhv (1 bar / 100 bar) × 100% = ±1% təşkil edir.

• 20 bar təzyiqin ölçülməsi (diapazonun 10%-i): Oxunma 19 ilə 21 bar arasında istənilən yerdə ola bilər. Bu nöqtədə nisbi səhv (1 bar / 20 bar) × 100% = ±5% təşkil edir.

• 200 bar təzyiqin ölçülməsi (diapazonun 100%-i): Oxunma 199 ilə 201 bar arasında istənilən yerdə ola bilər. Bu nöqtədə nisbi səhv (1 bar / 200 bar) × 100% = ±0,5% təşkil edir.

Bu, alətin nisbi dəqiqliyinin ən yaxşı diapazonun yuxarı hissəsində və ən aşağı hissəsində ən pis olduğunu göstərən alətlərin kritik prinsipini ortaya qoyur.

Praktiki götürmə: düzgün aləti necə seçmək olar?

%FS və nisbi xəta arasındakı əlaqə alət seçiminə böyük təsir göstərir.İstinad xətası nə qədər kiçik olarsa, alətin ümumi dəqiqliyi bir o qədər yüksək olar. Bununla belə, siz sadəcə tətbiqiniz üçün düzgün diapazonu seçməklə ölçmə dəqiqliyinizi təkmilləşdirə bilərsiniz.

Ölçmə ölçüsünün qızıl qaydası, tipik əməliyyat dəyərlərinizin tam miqyaslı diapazonun yuxarı yarısına (ideal olaraq, yuxarı üçdə iki) düşdüyü aləti seçməkdir. Bir misalla yuxarıya çıxaq:

Təsəvvür edin ki, proses normal olaraq 70 bar təzyiqdə işləyir, lakin zirvələri 90 bara qədər ola bilər. Siz düşünürsünüzikiötürücülər, hər ikisi ±0,5% FS dəqiqliyi ilə:

• Transmitter A: diapazon 0-500 bar

• Transmitter B: diapazon 0-100 bar

70 barlıq normal işləmə nöqtəniz üçün potensial xətanı hesablayaq:

Transmitter A (0-500 bar):

• Maksimum mütləq səhv = 0,5% × 500 bar = ±2,5 bar.

• 70 barda oxumağınız 2,5 bar azala bilər. Həqiqi nisbi səhviniz (2,5 / 70) × 100% ≈ ±3,57% təşkil edir. Bu əhəmiyyətli bir səhvdir!

Transmitter B (0-100 bar):

• Maksimum mütləq səhv = 0,5% × 100 bar = ±0,5 bar.

• 70 barda oxumağınız yalnız 0,5 bar azala bilər. Həqiqi nisbi səhviniz (0,5 / 70) × 100% ≈ ±0,71% təşkil edir.

Tətbiqiniz üçün uyğun “sıxılmış” diapazonlu aləti seçməklə siz real dünyada ölçmə dəqiqliyini beş dəfə artırdınız, baxmayaraq ki, hər iki alətin məlumat vərəqlərində eyni “%FS” dəqiqlik reytinqi var.

Dəqiqlik və Dəqiqlik: Kritik Fərq

Ölçməni tam mənimsəmək üçün daha bir anlayış vacibdir: dəqiqlik və dəqiqlik arasındakı fərq. İnsanlar tez-tez bu terminləri bir-birinin əvəzinə istifadə edirlər, lakin elm və mühəndislikdə çox fərqli şeyləri ifadə edirlər.

DəqiqlikisnecəÖlçməni həqiqi dəyərə bağlamaq. Mütləq və nisbi səhvə aiddir. Dəqiq bir alət, orta hesabla, düzgün oxunuşu verir.

Dəqiqlikisnecəeyni şeyin çoxlu ölçüləri bir-birinə yaxındır. Ölçmənin təkrarlanma qabiliyyətinə və ya ardıcıllığına aiddir. Dəqiq alət sizə hər dəfə demək olar ki, eyni oxu verir, lakin bu oxunuş mütləq düzgün deyil.

Budur hədəf bənzətməsi:

• Dəqiq və Dəqiq: Bütün atışlarınız öküz gözün mərkəzində sıx şəkildə yığılmışdır. Bu idealdır.

• Dəqiq, lakin qeyri-dəqiq: Bütün atışlarınız bir-birinə sıx şəkildə yığılmışdır, lakin onlar hədəfin yuxarı sol küncündə, öküz gözündən uzaqdır. Bu, tüfəngdə yanlış hizalanmış nişangah və ya zəif kalibrlənmiş sensor kimi sistematik xətanı göstərir. Alət təkrarlana bilər, lakin davamlı olaraq səhvdir.

• Dəqiq, lakin qeyri-dəqiq: Atışlarınız hədəfin hər tərəfinə səpələnmişdir, lakin onların orta mövqeyi öküz gözün mərkəzindədir. Bu, hər bir ölçmənin gözlənilməz şəkildə dəyişdiyi təsadüfi səhvi göstərir.

• Nə Dəqiq, nə də Dəqiq: Atışlar ardıcıllıqla, hədəfin hər yerinə təsadüfi səpələnir.

0,5% FS spesifikasiyasına malik alət öz düzgünlüyünü iddia edir, dəqiqlik (və ya təkrarlanma qabiliyyəti) tez-tez məlumat cədvəlində ayrıca sətir elementi kimi qeyd olunur və adətən onun dəqiqliyindən daha kiçik (daha yaxşı) rəqəmdir.

Nəticə

Səhv nüanslarını başa düşmək yaxşı mühəndisi böyük mühəndisdən ayıran şeydir.

Xülasə, ölçmə xətasının mənimsənilməsi əsas anlayışlardan praktik tətbiqə keçməyi tələb edir. Mütləq səhv xam sapmanı təmin edir, nisbi xəta onu cari ölçmə kontekstində yerləşdirir və istinad xətası (%FS) alətin bütün diapazonunda maksimum xətasına standartlaşdırılmış zəmanət verir. Əsas məqam ondan ibarətdir ki, alətin müəyyən edilmiş dəqiqliyi və onun real dünya performansı eyni deyil.

Sabit %FS xətasının miqyas üzrə nisbi dəqiqliyə necə təsir etdiyini başa düşərək, mühəndislər və texniklər əsaslandırılmış qərarlar qəbul edə bilərlər. Tətbiq üçün uyğun diapazonlu alətin seçilməsi onun dəqiqlik reytinqi qədər mühümdür və toplanmış məlumatların reallığın etibarlı əks olunmasını təmin edir.

Növbəti dəfə məlumat cədvəlini nəzərdən keçirdikdə və dəqiqlik reytinqini görəndə bunun nə demək olduğunu dəqiq biləcəksiniz. Siz maksimum potensial xətanı hesablaya, bu xətanın müxtəlif əməliyyat nöqtələrində prosesinizə necə təsir edəcəyini anlaya və topladığınız məlumatların ekrandakı rəqəmlər deyil, reallığın etibarlı əks olunmasını təmin edən məlumatlı qərar qəbul edə bilərsiniz.

Ölçmə Mütəxəssislərimizlə əlaqə saxlayın