O'lchovni o'zlashtirish: mutlaq, nisbiy va to'liq masshtab (%FS) xatosi bo'yicha sizning yakuniy qo'llanmangiz

Siz hech qachon spetsifikatsiyalar varag'iga qaraganmisizabosimuzatuvchi,aoqimmetr, yokiaharorat sensoriva“Aniqlik: ±0,5% FS” kabi qatorni ko‘rdingizmi? Bu umumiy spetsifikatsiya, lekin siz to'playotgan ma'lumotlar uchun aslida nimani anglatadi? Bu har bir o'qish haqiqiy qiymatning 0,5% ichida ekanligini anglatadimi? Ko'rinib turibdiki, javob biroz murakkabroq va bu murakkablikni tushunish muhandislik, ishlab chiqarish va ilmiy o'lchov bilan shug'ullanadigan har bir kishi uchun juda muhimdir.

Xato jismoniy dunyoning muqarrar qismidir. Hech bir asbob mukammal emas. Asosiysi, xatoning mohiyatini tushunish, uning miqdorini aniqlash va uning maxsus ilovangiz uchun maqbul chegaralar ichida ekanligiga ishonch hosil qilishdir. Ushbu qo'llanma asosiy tushunchalarni ochib beradiofo'lchovxato. U asosiy ta'riflardan boshlanadi, so'ngra amaliy misollar va muhim mavzularni kengaytiradi va sizni faqat texnik xususiyatlarni o'qiydigan odamdan ularni chinakam tushunadigan odamga aylantiradi.

 

O'lchov xatosi nima?

Uning qalbida,o'lchov xatosi - o'lchangan miqdor va uning haqiqiy, haqiqiy qiymati o'rtasidagi farq. Buni sizning asbobingiz ko'rgan dunyo va aslida mavjud bo'lgan dunyo o'rtasidagi bo'shliq deb o'ylab ko'ring.

Xato = o'lchangan qiymat - haqiqiy qiymat.

"Haqiqiy qiymat" nazariy tushunchadir. Amalda, mutlaq haqiqiy qiymatni hech qachon mukammal aniqlik bilan bilib bo'lmaydi. Buning o'rniga an'anaviy haqiqiy qiymat ishlatiladi. Bu o'lchov standarti yoki mos yozuvlar asbobi tomonidan taqdim etilgan qiymat bo'lib, u sinovdan o'tkazilayotgan qurilmadan sezilarli darajada aniqroq (odatda 4-10 baravar aniqroq). Masalan, kalibrlashda aqo'ldabosimo'lchagich, "an'anaviy haqiqiy qiymat" yuqori aniqlikdan olinadi,laboratoriya darajasidabosimkalibrator.

Ushbu oddiy tenglamani tushunish birinchi qadamdir, lekin u butun voqeani aytib bermaydi. 100 metrlik quvur uzunligini o'lchashda 1 millimetrlik xatolik ahamiyatsiz, ammo dvigatel uchun pistonni qayta ishlashda bu halokatli nosozlikdir. To'liq rasmga ega bo'lish uchun biz ushbu xatoni yanada mazmunli yo'llar bilan ifodalashimiz kerak. Bu erda mutlaq, nisbiy va mos yozuvlar xatolar o'ynaydi.

Uchta umumiy o'lchov xatosini yig'ish

Keling, o'lchov xatosini aniqlash va etkazishning uchta asosiy usulini ajratamiz.

1. Mutlaq xato: Xom og'ish

Mutlaq xato - bu xatoning eng oddiy va to'g'ridan-to'g'ri shakli. Dastlabki hujjatda ta'riflanganidek, bu o'lchov va o'lchov birliklarida ifodalangan haqiqiy qiymat o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri farqdir.

Formula:

Misol:

Siz quvurdagi oqimni a bilan o'lchayapsizrostoqim tezligiof50 m³/soat vasizningoqim o'lchagicho'qiydi50,5 m³ / soat, shuning uchun mutlaq xato 50,5 - 50 = +0,5 m³ / soat.

Endi tasavvur qiling-a, siz 500 m³/soat haqiqiy oqim bilan boshqa jarayonni o'lchayapsiz va sizning oqim o'lchagichingiz 500,5 m³/soatni ko'rsatadi. Mutlaq xatolik hali ham +0,5 m³/soat.

Qachon foydali? Kalibrlash va sinov paytida mutlaq xatolik muhim ahamiyatga ega. Kalibrlash sertifikati ko'pincha turli sinov nuqtalarida mutlaq og'ishlarni sanab o'tadi. Biroq, misol ko'rsatganidek, unda kontekst yo'q. +0,5 m³/soat mutlaq xato kattaroq oqimga qaraganda kichikroq oqim tezligi uchun ancha muhimroqdir. Ushbu ahamiyatni tushunish uchun bizga nisbatan xato kerak.

2. Nisbiy xato: Kontekstdagi xato

Nisbiy xato mutlaq xato bo'lmagan kontekstni ta'minlaydi. U xatoni o'lchanayotgan haqiqiy qiymatning ulushi yoki foizi sifatida ifodalaydi. Bu sizga xatoning o'lchov kattaligiga nisbatan qanchalik katta ekanligini ko'rsatadi.

Formula:

Misol:

Keling, misolimizni qayta ko'rib chiqaylik:

50 m³/soat oqim uchun: Nisbiy xato = (0,5 m³/soat / 50 m³/soat) × 100% = 1%

500 m³/soat oqim uchun: Nisbiy xato = (0,5 m³/soat / 500 m³/soat) × 100% = 0,1%

To'satdan, farq ancha aniq bo'ladi. Mutlaq xatolik ikkala stsenariyda ham bir xil bo'lsa-da, nisbiy xatolik shuni ko'rsatadiki, o'lchov pastroq oqim tezligi uchun o'n baravar kam aniq bo'lgan.

Nima uchun bu muhim? Nisbiy xatolik asbobning ma'lum bir ish nuqtasida ishlashining ancha yaxshi ko'rsatkichidir. Bu "Hozirda bu o'lchov qanchalik yaxshi?" Degan savolga javob berishga yordam beradi. Biroq, asbob ishlab chiqaruvchilari siz o'lchashingiz mumkin bo'lgan har bir mumkin bo'lgan qiymat uchun nisbiy xatoni sanab bera olmaydi. Ular qurilmaning butun ishlash qobiliyati bo'yicha ishlashini kafolatlash uchun yagona, ishonchli ko'rsatkichga muhtoj. Bu havola xatosining ishi.

3. Malumot xatosi (%FS): Sanoat standarti

Bu maʼlumotlar varaqlarida koʻp uchraydigan spetsifikatsiya: aniqlik foiz sifatida ifodalanganofToʻliqMasshtab (%FS), shuningdek, mos yozuvlar xatosi yoki kengayish xatosi sifatida ham tanilgan. Mutlaq xatoni joriy o'lchangan qiymat bilan solishtirish o'rniga, uni asbobning umumiy oralig'i (yoki diapazoni) bilan taqqoslaydi.

Formula:

O'lchov diapazoni (yoki oraliq) asbob o'lchash uchun mo'ljallangan maksimal va minimal qiymatlar o'rtasidagi farqdir.

Muhim misol: %FSni tushunish

Tasavvur qilaylik, siz sotib olasizabosim o'tkazgichbilanquyidagi spetsifikatsiyalar:

• Diapazon: 0 dan 200 bargacha

• Aniqlik: ±0,5% FS

1-qadam: Maksimal ruxsat etilgan mutlaq xatoni hisoblang.

Birinchidan, bu foizga mos keladigan mutlaq xatoni topamiz: maksimal mutlaq xato = 0,5% × (200 bar - 0 bar) = 0,005 × 200 bar = ±1 bar.

Bu eng muhim hisob bo'lib, biz qanday bosimni o'lchaganimizdan qat'iy nazar, ushbu asbobdan o'qish haqiqiy qiymatdan ±1 bar ichida bo'lishi kafolatlanadi.

2-qadam: Bu nisbiy aniqlikka qanday ta'sir qilishini ko'ring.

Keling, ushbu ±1 bar xatosi diapazonning turli nuqtalarida nimani anglatishini ko'rib chiqaylik:

• 100 bar bosimni o'lchash (diapazonning 50%): Ko'rsatkich 99 dan 101 bargacha bo'lishi mumkin. Ushbu nuqtadagi nisbiy xatolik (1 bar / 100 bar) × 100% = ± 1%.

• 20 bar bosimni o'lchash (diapazonning 10%): Ko'rsatkich 19 dan 21 bargacha bo'lishi mumkin. Ushbu nuqtadagi nisbiy xatolik (1 bar / 20 bar) × 100% = ± 5%.

• 200 bar bosimni o'lchash (diapazonning 100%): Ko'rsatkich 199 dan 201 bargacha bo'lishi mumkin. Ushbu nuqtadagi nisbiy xato (1 bar / 200 bar) × 100% = ± 0,5%.

Bu asbobning nisbiy aniqligi eng yuqori diapazonda va eng pastida eng yomon bo'lgan asbobning muhim printsipini ochib beradi.

Amaliy olib tashlash: to'g'ri asbobni qanday tanlash mumkin?

%FS va nisbiy xatolik o'rtasidagi munosabat asbob tanlashga katta ta'sir ko'rsatadi.Malumot xatosi qanchalik kichik bo'lsa, asbobning umumiy aniqligi shunchalik yuqori bo'ladi. Biroq, ilovangiz uchun to'g'ri diapazonni tanlash orqali o'lchov aniqligini oshirishingiz mumkin.

O'lchov o'lchamining oltin qoidasi - bu sizning odatiy ish qiymatlaringiz to'liq diapazonning yuqori yarmiga (ideal holda, yuqori uchdan ikki qismi) to'g'ri keladigan asbobni tanlashdir. Keling, bir misol bilan chiqaylik:

Tasavvur qiling-a, sizning jarayoningiz odatda 70 bar bosimda ishlaydi, lekin 90 bargacha cho'qqilarga ega bo'lishi mumkin. Siz ko'rib chiqyapsizikkiuzatgichlar, ikkalasi ham ±0,5% FS aniqligi bilan:

• Transmitter A: diapazon 0-500 bar

• Transmitter B: diapazon 0-100 bar

Oddiy ish nuqtasi 70 bar uchun mumkin bo'lgan xatoni hisoblaylik:

Transmitter A (0-500 bar):

• Maksimal mutlaq xato = 0,5% × 500 bar = ±2,5 bar.

• 70 barda sizning o'qishingiz 2,5 barga tushishi mumkin. Haqiqiy nisbiy xatongiz (2,5/70) × 100% ≈ ±3,57%. Bu jiddiy xato!

Transmitter B (0-100 bar):

• Maksimal mutlaq xato = 0,5% × 100 bar = ± 0,5 bar.

• 70 barda sizning o'qishingiz faqat 0,5 barga o'chirilishi mumkin. Haqiqiy nisbiy xatongiz (0,5/70) × 100% ≈ ±0,71%.

Ilovangiz uchun mos ravishda “siqilgan” diapazonga ega asbobni tanlab, siz oʻzingizning haqiqiy oʻlchov aniqligini besh baravar oshirdingiz, garchi ikkala asbob ham maʼlumotlar varaqlarida bir xil “%FS” aniqlik reytingiga ega boʻlsa ham.

Aniqlik va aniqlik: muhim farq

O'lchovni to'liq o'zlashtirish uchun yana bir tushuncha muhim: aniqlik va aniqlik o'rtasidagi farq. Odamlar ko'pincha bu atamalarni bir-birining o'rniga ishlatishadi, ammo fan va muhandislikda ular juda boshqacha narsalarni anglatadi.

AniqlikisQanaqasigao'lchovni haqiqiy qiymatga yopish. Bu mutlaq va nisbiy xato bilan bog'liq. Aniq asbob, o'rtacha, to'g'ri o'qishni beradi.

AniqlikisQanaqasigabir xil narsaning bir nechta o'lchovlari bir-biriga yaqin. Bu o'lchovning takrorlanishi yoki izchilligini bildiradi. Aniq asbob sizga har safar deyarli bir xil o'qishni beradi, ammo bu o'qish to'g'ri bo'lishi shart emas.

Mana maqsadli analogiya:

• To'g'ri va aniq: Sizning barcha tortishishlaringiz buqaning markazida mahkam joylashgan. Bu ideal.

• Aniq, ammo noto'g'ri: barcha zarbalaringiz bir-biriga mahkam joylashtirilgan, ammo ular nishonning yuqori chap burchagida, buqa ko'zidan uzoqda joylashgan. Bu miltiqdagi noto'g'ri moslashtirilgan doira yoki yomon kalibrlangan sensor kabi tizimli xatolikni ko'rsatadi. Asbob takrorlanadi, lekin doimo noto'g'ri.

• To'g'ri, lekin noaniq: Sizning zarbalaringiz nishon bo'ylab tarqalib ketgan, ammo ularning o'rtacha pozitsiyasi buqaning markazidir. Bu tasodifiy xatoni ko'rsatadi, bu erda har bir o'lchov oldindan aytib bo'lmaydigan darajada o'zgaradi.

• Na toʻgʻri, na aniq: otishmalar moʻljal boʻylab tasodifiy tarzda tarqaladi, hech qanday mustahkamlik yoʻq.

0,5% FS spetsifikatsiyasiga ega asbob o'zining aniqligini da'vo qilmoqda, aniqlik (yoki takrorlanuvchanlik) ko'pincha ma'lumotlar varag'ida alohida qator elementi sifatida ko'rsatiladi va odatda uning aniqligidan kichikroq (yaxshiroq) raqamdir.

Xulosa

Xatoning nuanslarini tushunish yaxshi muhandisni buyuk muhandisdan ajratib turadigan narsadir.

Xulosa qilib aytganda, o'lchov xatosini o'zlashtirish asosiy tushunchalardan amaliy qo'llashga o'tishni talab qiladi. Mutlaq xatolik dastlabki og'ishni ta'minlaydi, nisbiy xato uni joriy o'lchov kontekstiga joylashtiradi va mos yozuvlar xatosi (%FS) asbobning butun diapazonida maksimal xatosining standartlashtirilgan kafolatini taqdim etadi. Muhim nuqta shundaki, asbobning belgilangan aniqligi va uning haqiqiy ishlashi bir xil emas.

Ruxsat etilgan %FS xatosi miqyosdagi nisbiy aniqlikka qanday ta'sir qilishini tushunib, muhandislar va texniklar ongli qarorlar qabul qilishlari mumkin. Ilova uchun mos diapazonga ega asbobni tanlash uning to'g'riligi reytingi kabi hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'lib, to'plangan ma'lumotlar haqiqatning ishonchli aks etishini ta'minlaydi.

Keyingi safar ma'lumotlar jadvalini ko'rib chiqsangiz va aniqlik reytingini ko'rsangiz, bu nimani anglatishini aniq bilib olasiz. Siz maksimal potentsial xatoni hisoblashingiz, bu xato turli ish nuqtalarida jarayoningizga qanday ta'sir qilishini tushunishingiz va to'plangan ma'lumotlar ekrandagi raqamlar emas, balki haqiqatning ishonchli aks etishini ta'minlaydigan ongli qaror qabul qilishingiz mumkin.

O'lchov bo'yicha mutaxassislarimizga murojaat qiling