Les erreurs sont des écarts entre les résultats de mesure et la valeur réelle d'une grandeur. La valeur réelle ne peut être établie qu'en effectuant de nombreuses mesures. En pratique, cela est impossible à mettre en œuvre.
Pour l'analyse des écarts, la valeur la plus proche de la vraie valeur est considérée comme la valeur réelle de la valeur mesurée. Il est obtenu à l'aide d'instruments et de méthodes de mesure de haute précision. Pour la commodité des mesures, afin de garantir la possibilité d'éliminer les écarts, différentes classifications d'erreurs sont utilisées. Considérez les groupes principaux.
Méthode d'expression
Si nous classons les erreurs des instruments de mesure sur cette base, nous pouvons distinguer:
- Écarts absolus. Ils sont exprimés en unités de la quantité mesurée.
- Écart relatif. Elle est exprimée par le rapport de l'erreur absolue et du résultat de la mesure ou de la valeur réelle de la grandeur mesurée.
- Déviation réduite. C'est l'erreur relative expriméele rapport de l'écart absolu de l'instrument de mesure et de la valeur prise comme indicateur constant sur toute la plage de mesure correspondante. Son choix est basé sur GOST 8.009-84.
Pour de nombreux instruments de mesure, une classe de précision est établie. L'erreur donnée est introduite car la valeur relative caractérise l'écart uniquement à un point spécifique de l'échelle et dépend du paramètre de la valeur mesurée.
Conditions et sources
Les écarts principaux et supplémentaires sont distingués dans la classification des erreurs selon ces critères.
Les premières sont les erreurs des instruments de mesure dans des conditions normales d'utilisation. Les principaux écarts sont dus à l'imperfection de la fonction de conversion, à l'imperfection des propriétés des appareils. Ils reflètent la différence entre la fonction de conversion réelle de l'appareil dans des conditions normales et la fonction nominale (établie dans les documents réglementaires (conditions techniques, normes, etc.)).
Des erreurs supplémentaires se produisent lorsqu'une valeur s'écarte de la valeur normale ou en raison du dépassement des limites de la zone normalisée.
Conditions normales
Les paramètres normaux suivants sont définis dans la documentation normative:
- Température de l'air 20±5 degrés
- Humidité relative 65±15%.
- Tension réseau 220±4, 4 V.
- Fréquence de puissance 50±1Hz.
- Aucun champ magnétique ou électrique.
- La position horizontale de l'appareil avec un écart de ±2 degrés.
Classe de précision
Les limites de tolérance des écarts peuvent être exprimées en erreur relative, absolue ou réduite. Afin de pouvoir choisir l'outil de mesure le plus adapté, une comparaison est effectuée en fonction de leur caractéristique généralisée - la classe de précision. En règle générale, il s'agit de la limite des écarts de base et supplémentaires admissibles.
La classe de précision permet de comprendre les limites des erreurs d'un même type d'instruments de mesure. Cependant, il ne peut être considéré comme un indicateur direct de la précision des mesures effectuées par chacun de ces instruments. Le fait est que d'autres facteurs (conditions, méthode, etc.) influencent également la classification des erreurs de mesure. Cette circonstance doit être prise en compte lors du choix d'un instrument de mesure en fonction de la précision spécifiée pour l'expérience.
La valeur de la classe de précision est reflétée dans les conditions techniques, les normes ou d'autres documents réglementaires. Le paramètre requis est sélectionné dans la plage standard. Par exemple, pour les appareils électromécaniques, les valeurs suivantes sont considérées comme normatives: 0, 05, 0, 1, 0, 2, etc.
Connaissant la valeur de la classe de précision de l'outil de mesure, vous pouvez trouver la valeur admissible de l'écart absolu pour toutes les parties de la plage de mesure. L'indicateur est généralement appliqué directement sur l'échelle de l'appareil.
La nature du changement
Cette fonctionnalité est utilisée dans la classification des erreurs systématiques. Ces écarts restentconstante ou changer selon certains modèles lors de l'exécution des mesures. Répartir dans cette classification et les types d'erreurs qui ont un caractère systématique. Celles-ci incluent: les écarts instrumentaux, subjectifs, méthodologiques et autres.
Si l'erreur systématique tend vers zéro, cette situation est appelée correction.
Dans la classification des erreurs de mesure en métrologie, les écarts aléatoires sont également distingués. Leur occurrence est imprévisible. Les erreurs aléatoires ne sont pas responsables; ils ne peuvent pas être exclus du processus de mesure. Les erreurs aléatoires ont un impact significatif sur les résultats de la recherche. Les écarts peuvent être réduits par des mesures répétées avec un traitement statistique ultérieur des résultats. En d'autres termes, la valeur moyenne obtenue à partir de manipulations répétées sera plus proche du paramètre réel que celle obtenue à partir d'une seule mesure. Lorsque l'écart aléatoire est proche de zéro, on parle de convergence des indicateurs de l'appareil de mesure.
Un autre groupe d'erreurs dans le classement - les ratés. Ils sont associés, en règle générale, à des erreurs commises par l'opérateur ou à l'influence non prise en compte de facteurs externes. Les ratés sont généralement exclus des résultats de mesure et ne sont pas pris en compte lors du traitement des données reçues.
Dépendance à la magnitude
L'écart ne peut pas dépendre du paramètre mesuré ou être proportionnel à celui-ci. Ainsi, dans la classification des erreurs de métrologie, additives etdéviations multiplicatives.
Ces dernières sont également appelées erreurs de sensibilité. Les déviations additives apparaissent généralement en raison des micros, des vibrations dans les supports, des frottements et du bruit. L'erreur multiplicative est associée à l'imperfection du réglage des différentes parties des instruments de mesure. Cela peut à son tour être causé par diverses raisons, notamment l'état physique et l'obsolescence de l'équipement.
Normalisation des caractéristiques
Il est effectué en fonction de l'écart significatif. Si l'erreur additive est significative, la limite est normalisée sous la forme d'un écart réduit, si elle est multiplicative, la formule de l'amplitude relative du changement est utilisée.
Il s'agit d'une méthode de normalisation dans laquelle les deux indicateurs sont commensurables, c'est-à-dire que la limite de la différence principale autorisée est exprimée dans une formule à deux termes. Par conséquent, l'indicateur de classe de précision se compose également de 2 nombres c et d en pourcentage, séparés par une barre oblique. Par exemple, 0,2/0,01. Le premier nombre reflète l'erreur relative dans des conditions normales. Le deuxième indicateur caractérise son augmentation par une augmentation de la valeur de X, c'est-à-dire qu'il reflète l'influence de l'erreur additive.
Dynamique des changements dans l'indicateur mesuré
En pratique, la classification des erreurs est utilisée, reflétant la nature des changements dans la quantité mesurée. Cela implique la séparation des déviations:
- Vers statique. De telles erreurs surviennent lors de la mesure de changements lents oune change pas du tout.
- Dynamique. Ils apparaissent lors de la mesure de grandeurs physiques qui changent rapidement dans le temps.
La déviation dynamique est due à l'inertie de l'appareil.
Caractéristiques d'estimation des écarts
Les approches modernes d'analyse et de classification des erreurs reposent sur des principes qui garantissent le respect des exigences d'uniformité des mesures.
Pour atteindre les objectifs d'évaluation et de recherche, l'écart est décrit à l'aide d'un modèle (aléatoire, instrumental, méthodologique, etc.). Il définit les caractéristiques qui peuvent être utilisées pour quantifier les propriétés de l'erreur. Au cours du traitement de l'information, il est nécessaire de trouver des estimations de ces caractéristiques.
Le modèle est choisi en tenant compte des données sur ses sources, y compris celles obtenues au cours de l'expérience. Les modèles sont divisés en non déterministe (aléatoire) et déterministe. Ces derniers, respectivement, conviennent aux écarts systématiques.
Le modèle général de l'erreur aléatoire est la valeur qui implémente la fonction de distribution de probabilité. Les caractéristiques de déviation dans ce cas sont divisées en intervalle et en point. Lors de la description de l'erreur des résultats de mesure, des paramètres d'intervalle sont généralement utilisés. Cela signifie que les limites dans lesquelles l'écart peut se situer sont définies comme correspondant à une certaine probabilité. Dans une telle situation, les limites sont appelées confiance, et la probabilité, respectivement, confiance.
Les caractéristiques ponctuelles sont utilisées dans les cas où il n'est pas nécessaire ou possible d'estimer les limites de confiance de l'écart.
Principes d'évaluation
Lors du choix des estimations d'écart, les dispositions suivantes sont utilisées:
- Les paramètres et propriétés individuels du modèle sélectionné sont caractérisés. Cela est dû au fait que les modèles de déviation ont une structure complexe. De nombreux paramètres sont utilisés pour les décrire. Leur détermination est souvent très difficile, voire impossible dans certaines situations. De plus, dans de nombreux cas, la description complète du modèle contient des informations redondantes, alors que la connaissance des caractéristiques individuelles sera tout à fait suffisante pour mettre en œuvre les tâches et atteindre les objectifs de l'expérience.
- Les estimations des écarts sont déterminées approximativement. La précision des caractéristiques est cohérente avec l'objectif des mesures. Cela est dû au fait que l'erreur ne caractérise que la zone d'incertitude du résultat et sa précision ultime n'est pas nécessaire.
- La déviation vaut mieux exagérer que sous-estimer. Dans le premier cas, la qualité de la mesure diminuera, dans le second cas, la dépréciation complète des résultats obtenus est probable.
Estimer les erreurs avant ou après la mesure. Dans le premier cas, cela s'appelle a priori, dans le second - a posteriori.
