Методичні похибки інформаційних систем
Основним показником точності вимірювання є похибка вимірювання. Похибка вимірювання - це відхилення результату вимірювання ня від істинного значення вимірюваної величини:
(1.8)
Похибка вимірювання △ X , як випадкова величина , найбільш повно описується кривою розподілу . Тому в найбільш від ¬ відповідальних випадках результат вимірювання характеризується показу ¬ телямі точності у вигляді кривих розподілу, за яким нахо ¬ дять довірчі межі похибок при різних заданий ¬ них довірчих ймовірностях . У міру вдосконалення засобів вимірювань похибки вимірювань безперервно знижуються. Однак вони неминучі, і вико ¬ тінное значення вимірюваної величини без похибки визначити неможливо. Теоретичні межі зниження похибки визна ¬ деляются в даний час дискретністю матерії та енергії. Дійсно , похибка вимірювання довжини металевого стержня не може бути менше розміру молекули даного метал ¬ ла ; похибка вимірювання електричного струму , як непрерив -ної величини , не може бути менше струму , еквівалентного прольоту одного електрона за час вимірювання. Межі , що накладаються на зниження похибок , йдуть безпосередньо і з принципу невизначеності Гейзенберга , який свідчить, що твір неточності координати па неточність імпульсу одно постійної Планка 6,0237 • 17 жовтня ерг. Отже, будь дей ¬ ствие не можна виміряти з похибкою менше « кванта дії » , рівний постійної Планка.
Досягнуті сьогодні мінімальні значення похибок з ¬ рювання ще дуже далекі від зазначених меж , і тому по ¬ всеместно приймаються вельми значні зусилля з дальньої ¬ шему підвищенню точності вимірювання .
Вимірювання підрозділяють на одноразові і багаторазові . Однократні , або разові , вимірювання проводяться звичайно в тому випадку , якщо при даному експерименті допускається похибка вимірювання , що досягає подвоєного середнього квадратичного відхилення випадкової складової похибки засобу вимірювання ¬ ня . Для досягнення більш високої точності виконуються вимірювання з багаторазовими спостереженнями. Показники точності результату вимірювання в цьому випадку визначають шляхом обробки ряду отриманих спостережень .
Абсолютна похибка має розмірність вимірюваної вели ¬ чини і зручна для характеристики результату вимірювання , оскільки дає можливість відразу визначити недостовірні розряди . Однак для метрологічної характеристики засобів вимірювань з великим діапазоном вимірювання абсолютна похибка менш зручна . Для цього більш зручна відносна похибка , яка дає можливість безпосередньо оцінювати результати вимірювань у всьому діапазоні даного засобу вимірювання . Відносна по ¬ грешность зручна для характеристики результату вимірювання і в тому випадку , якщо не відомо значення X , тобто якщо мова йде про ре ¬ зультате вимірювання , який буде отриманий .
Точність вимірювань визначається як якість вимірів, що відбиває близькість отриманого вимі ¬ ренного значення до істинного значення вимірюваної величини. Кількісно точність приймається рівною числу зворотному модулю відносної похибки :
При у = 0,001 точність вимірювань дорівнює 1000 . Оцінку точнос ¬ ти у вигляді числового значення застосовують рідко. Поняття точності застосовується зазвичай для загальної характеристики вимірювань при декількох градаціях : низька точність , висока точність і т. д.
Точність вимірювань безперервно підвищується. Так , точність з вимірювань за допомогою щитових аналогових приладів зросла за останні 20 років в середньому з 40 до 100 , так як клас точності таких приладів зріс з 2,5 до 1,0 . Точність вимірювань за допомогою лабораторного аналогових приладів і цифрових вольтметрів зросла в середньому відповідно в 2,5 і 10 разів , так як їх класи точності зросли відповідно з 0,5 до 0,2 і з 0,1 до 0,01 . Відтворюваністю вимірювань називають якість вимірювання , що відображає близькість один до одного його результатів , які виконуються в різний час , в різних місцях і різними методами і середовищ ¬ ствами .
Методичні похибки виникають при прямих вимірах від наявності ступенчатости заходи ( похибка від квантування ) через недосконалість методу непрямого виміру , методу совокуп ¬ ного або спільного методу вимірювання або методу вимірювального перетворення . Методичні похибки виникають також через невизначеність самої вимірюваної величини. Наприклад , при вимірюванні магнітної індукції неоднорідного магнітного поля невизначеність виникає через кінцевих лінійних розмірів первинного вимірювального перетворювача , при вимірюванні довжини стрижня - через наявність мікронерівностей на його торцевих по- верхностях і т. д.
Похибка від недосконалості методу непрямого виміру визначається до ¬ пущеним невідповідністю між дійсною і використовуваної залежностями між аргументами , тобто величинами , значення яких визначені методом прямих вимірювань , і побічно вимірюваної величиною.