Måleafvigelse

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Måleafvigelse er et udtryk fra måleteknologi eller metrologi . Måleafvigelsen defineres som forskellen mellem måleværdien og referenceværdien. [1] [2] (Udtrykket målefejl bruges ikke længere i den nuværende standard, fordi det ikke er klart defineret, om det refererer til måleafvigelsen, måleusikkerheden eller endda en grov fejl , se målefejl ). Følgende kan bruges som referenceværdi:

  • En værdi med ubetydelig usikkerhed eller en aftalt værdi ,
som er angivet som den korrekte værdi i DIN 1319-1 og DIN 55350-13 [3] .

Målefejl har altid en systematisk [4] og en tilfældig [5] komponent. Den systematiske komponent kan blive nul, den tilfældige komponent kan ikke.

Definitioner

basis

I måleteknologi skelnes der mellem

  • = sand værdi af målemålet som mål for evalueringer af målinger af måleværdien; dette er en "ideel værdi", der normalt ikke ligefrem er kendt.
  • = korrekt værdi af den målte variabel som "kendt værdi" til sammenligningsformål, hvis afvigelse fra den sande værdi anses for ubetydelig med henblik på sammenligning.
Ind i mellem og der er en principforskel, men kvantitativt ubetydelig.

Ifølge definition [6] [7] sætter den ind

  • = vist (output) værdi

sammen fra den sande værdi og måleafvigelsen i formen

.

Måleafvigelsen skyldes dette

.

Det er ikke ligefrem kendt, fordi målingens sande værdi ikke præcist er kendt.

Kvantitativ information

I praksis skelnes der mellem to typer information til kvantitativ information: [8] [9]

Absolut målefejl

For at bestemme en måleafvigelse erstattes den ukendte sande værdi med den kendte korrekte værdi, [9] [10] [11] [12] [13], og forskellen mellem de to værdier negligeres til dette formål. [6] Den med den i stedet for afvigelse bestemt ved faktura kaldes også måleafvigelse eller ofte som absolut måleafvigelse

.

Denne variabel har en størrelse, et tegn og en enhed , nemlig altid den samme som den målte variabel.

Relativ målefejl

Man kalder pausen

som en relativ målefejl.

Denne mængde har enheden (eller procent ). Det kan være positivt eller negativt. Bemærk: En værdi giver ikke anledning til en måling. Den relative fejl kan heller ikke beregnes for dette.

Risiko for forvirring : Ved angivelse af nøjagtighedsklassen for en måleenhed anvendes en lignende formel. Den øvre grænse for måleområdet bruges imidlertid hovedsageligt som referenceværdi (dvs. i nævneren) i stedet for den korrekte værdi. Så er den relaterede mængde (dvs. i tælleren) ikke en absolut afvigelse, men en fejlgrænse , som ikke har noget at gøre med definitioner af udtrykket afvigelse.

årsager

  • Måleudstyrsafvigelser som følge af design, fremstilling, justering (f.eks. På grund af materialer, fremstillingstolerancer)
  • Påvirkninger forårsaget af målemetoden som følge af måleenhedens effekt på den målte variabel (f.eks. Feedbackafvigelse [fejl i kredsløbspåvirkning] på grund af internt forbrug af måleenheden)
  • Miljøpåvirkninger som følge af ændringer i miljøets virkninger (f.eks. Temperatur, brydningsanomalier , eksterne elektriske eller magnetiske felter, indflydelse fra den rumlige position , vibrationer)
  • Ustabilitet i værdien af ​​den målte variabel eller bæreren af ​​den målte variabel (f.eks. Statistiske processer, støj)
  • Observer påvirker som følge af forskellige menneskelige egenskaber og evner (f.eks. Opmærksomhed, motion, synsskarphed , estimeringsevne, parallaks , timing og målfejl )

Stå her uden for diskussionen

  • Forfalskninger på grund af fejl begået af observatøren ( grove fejl ),
  • Forfalskninger på grund af valget af uegnede måle- og evalueringsmetoder,
  • Forfalskninger på grund af manglende overholdelse af kendte forstyrrelsesvariabler.

arter

Måleafvigelsen for et forkert måleresultat består af den systematiske måleafvigelse og den tilfældige måleafvigelse. [6]

Systematisk fejl

En ensrettet afvigelse, som er forårsaget af årsager, der i princippet kan bestemmes, er en systematisk afvigelse .

  • Hvis en måling gentages under de samme betingelser, er den samme systematiske målefejl til stede; det kan ikke ses ud fra de målte værdier.
  • En systematisk måleafvigelse har en størrelse og et tegn.
  • En systematisk måleafvigelse består af en kendt og en ukendt systematisk måleafvigelse.
  • For at beregne et måleresultat korrigeres den målte værdi med den kendte systematiske måleafvigelse.

Tilfældig målefejl

En ikke-kontrollerbar, ikke-ensidig afvigelse er en tilfældig afvigelse .

  • I tilfælde af gentagelser - selv under nøjagtig de samme betingelser - vil de målte værdier afvige fra hinanden; de spredes.
  • Tilfældige målefejl varierer alt efter mængde og tegn.

Der skal skelnes mellem: [14]

  • Et måleresultat bliver altid forkert på grund af systematiske måleafvigelser.
  • Tilfældige måleafvigelser gør altid et måleresultat usikkert.

særlige tilfælde

Dynamisk målefejl

I tilfælde af ikke- stationære processer er der en dynamisk målefejl. Værdien returneret af en måleenhed følger ændringen i indgangssignalet over tid generelt forsinket. [8] [15] Forsinkelsen kan ofte beskrives ved en low-pass adfærd. I tilfælde af proportionalforholdet , som er almindeligt i steady (steady) tilstand

Relativ dynamisk afvigelse efter et spring i tilfælde af et førsteordens lavpas

forsinkelsen skaber en dynamisk måleafvigelse (også dynamisk fejl)

.

I tilfælde af en pludselig ændring i indgangssignalet aftager denne afvigelse igen i tilfælde af et forsinkelseselement . I tilfælde af vibrationssystemer er dæmpning nødvendig for dette.

I tilfælde af sinusformede vekslende størrelser med en variabel frekvens, oprettes et frekvensrespons, der påvirker amplituden og fasevinklen.

Kvantiseringsmåleafvigelse

I tilfælde af en måleenhed med en analog-til-digital-omformer opstår der en målingeafvigelse som følge af digitaliseringen , som behandles som kvantiseringsafvigelse .

Meterafvigelse

Hver måler har haft en målerafvigelse siden den blev fremstillet. Dette kan bestemmes ved sammenligning med en meget bedre måleenhed; den er derfor systematisk og kan i princippet rettes. Imidlertid er indsatsen stor. Der er to måder at håndtere afvigelsen på, hvoraf den ene skal leveres af producenten af ​​måleenheden:

  1. Fejlkurven for en måleenhed er den grafiske repræsentation af afvigelsen, afbildet som en funktion af displayet; nogle gange er der givet en tabel i stedet for kurven. Mængden og tegnet på afvigelsen fra en målt værdi kan aflæses fra fejlkurven; det er muligt at foretage rettelser.
  2. Da fejlkurven kun dokumenterer afvigelsen på et bestemt tidspunkt og under bestemte påvirkningsforhold, bruges den normalt ikke, og producenten garanterer kun fejlgrænser under visse betingelser. I nogle tilfælde er fejlgrænser beskrevet overalt med klassesymboler.

Fejlmargin

Fejlmargen er at begrebsmæssigt skelne mellem fejlen. Det angiver, hvor stor fejlen højst må være i absolut værdi . Der er en øvre og en nedre fejlgrænse, fortrinsvis den samme størrelse, beskrevet af den usignerede variabel . Den sande værdi er (i fravær af en tilfældig afvigelse) i et område .

Indimellem er det muligt at forbedre en målemetode og dermed reducere fejlgrænserne; Spørgsmålet er stadig, om den øgede (omkostnings) indsats er umagen værd.

På mange områder er MPE'erne genstand for regler; så skal kalibreringskontorer og industrielle specialiserede laboratorier håndtere det.

Se også

Individuelle beviser

  1. JCGM 200: 2012 Internationalt metrologisk ordforråd - Grundlæggende og generelle begreber og tilhørende termer (VIM) , definition 2.16. (PDF; 3,8 MB; adgang til 19. januar 2015).
  2. Burghart Brinkmann: International Dictionary of Metrology: Basic and General Terms and Associated Terms (VIM) Tysk-engelsk version ISO / IEC Guide 99: 2007 . 4. udgave. Beuth, Berlin 2012, ISBN 978-3-410-22472-3 , s.   36 ( begrænset forhåndsvisning i Google Bogsøgning).
  3. DIN 55350-13: 1987, Vilkår for kvalitetssikring og statistik - Del 13: Betingelser for nøjagtigheden af ​​undersøgelsesprocedurer og undersøgelsesresultater , nr. 1.4. - trukket tilbage; Fra 12. maj 2019
  4. ^ VIM, definition 2.17.
  5. ^ VIM, definition 2.19
  6. a b c DIN 1319-1, Grundlæggende for måleteknologi - Del 1: Grundlæggende begreber , 1995.
  7. German Academy for Metrology (DAM): Glossary of Metrology , 2007.
  8. ^ A b Elmar Schrüfer, Leonhard Reindl, Bernhard Zagar: Elektrisk måleteknologi . Hanser 2014
  9. a b Rainer Parthier: Grundlæggende og anvendelser af elektrisk måleteknologi til alle tekniske områder og industrielle ingeniører . 5. udgave. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0811-0 , s.   51   f . ( begrænset forhåndsvisning i Google Bogsøgning).
  10. ^ E. Liess: Elektroteknik . I: Peter Kiehl (red.): Introduktion til DIN -standarderne . 13. udgave. Teubner og Beuth, Stuttgart 2001, ISBN 3-519-26301-7 , s.   905 ( begrænset forhåndsvisning i Google Bogsøgning).
  11. Wilfried Plassmann: Grundlaget og grundbegreber af måleteknologi. I: Detlef Schulz (Hrsg.): Håndbog i elektroteknik. Grundlæggende og applikationer til elektriske ingeniører . 6. udgave. Vieweg, Wiesbaden 2007, ISBN 978-3-8348-2071-6 , s.   718 ( begrænset forhåndsvisning i Google Bogsøgning).
  12. ^ Tilo Pfeifer, Robert Schmitt: Produktionsmålingsteknologi . Oldenbourg, 2010, s. 47 ( begrænset forhåndsvisning i Google bogsøgning).
  13. ^ R. Nater, A. Reichmuth, R. Schwartz, M. Borys, P. Zervos: Wägelexikon. Vejledning til vejningsbetingelser . Springer, 2008, s. 142 ( begrænset forhåndsvisning i Google bogsøgning).
  14. ^ Rudolf Busch: Elektroteknik og elektronik til mekaniske ingeniører og procesingeniører . Vieweg + Teubner, 6. udgave 2011, s. 358 begrænset forhåndsvisning i Google bogsøgning.
  15. Hans-Rolf Tränkler: Pocket bog af måleteknik. Oldenbourg 1990, s. 29.

Weblinks

Wiktionary: måling afvigelse - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser