Ателіктердің жіктелуі

Ө лшеу қ ұ ралдары мен нә тижелерінің сапасын, қ ателіктерін кө рсете отырып, сипаттау қ ажет. “Қ ателік” деген ұ ғ ымды енгізу мыналар сияқ ты ү ш ұ ғ ымдарды анық тау жә не нақ ты шектеуді қ ажет етеді: ө лшенетін физикалық шаманың шын жә не нақ ты мә ні мен ө лшеу нә тижесі. Физикалық шаманың шын мә ні – берілген объектінің мө лшерлі тү рдегі жә не сапасы жағ ынан қ асиетін бейнелейтін идеалды мә ні. Ол біздің сана сезімімізге тә уелді емес, идеалды шама болып табылады. Тә жірибеде бұ л абстракталы ұ ғ ымды “ақ иқ ат шама” деген шамамен алмастырғ ан жө н. Физикалық шаманың нақ ты мә ні – бұ л тә жірибеден алынғ ан жә не мақ сатқ а сай сол бір керекті шын мә нге жақ ын шама болып табылады. Ө лшеу нә тижесі - ө лшеу жолымен алынғ ан шаманың шын мә нін ө зінше жуық тап бағ алау.

“Қ ателік” деген ұ ғ ым “ө лшеу нә тижесінің қ ателігі” жә не “ө лшеу қ ұ ралдарының қ ателігі” деген тү сініктемелерден тұ ратын метрологияның ең маң ызды мә селесі. Ө лшеу нә тижесінің қ ателігі – ол ө лшеу нә тижесі Х пен ө лшенетін шаманың ақ иқ ат (немесе нақ ты) мә ні Q арасындағ ы айырымы:

D = X – Q (1)

Ол ө лшенетін шама мә нінің анық талмау шегін кө рсетеді. Ө лшеу қ ұ ралдарының қ ателіктері – ол Ө Ж кө рсеткіштері мен ө лшенетін ФШ-ның айғ ақ ты (немесе нақ ты) мә ндері арасындағ ы аралық ты кө рсетеді. Ол берілген қ ұ ралдар арқ ылы жү ргізілген ө лшеу нә тижелерінің дә лділігін сипаттайды.

Бұ л екі тү сініктемелер бір-біріне едә уір жақ ын жә не бірдей белгілермен жіктеледі.

Ә сер ету сипаты бойынша қ ателіктер кездейсоқ, жү йелі, прогрестенуші жә не дө рекі (қ ате жіберу) болып бө лінеді.

Қ ателіктердің жоғ арыда келтірілген анық тамаларынан олар қ андай-да бір қ ұ раушылардан тұ ратыны тиіс екенін байқ алмайды. Қ ателіктерді қ ұ раушыларғ а бө лу олардың кө рсетілу сипатына қ арай ө лшеу нә тижелерін ө ң деу қ олайлығ ы ү шін енгізілген. Метрологияның қ ұ рылу процесінде қ ателік тұ рақ ты шама емес екені байқ алды. Қ арапайым талдау жолымен оның бір бө лігі тұ рақ ты шама ретінде кө рсетілетіні, ал екіншісі – алдын ала болжанбай ө згереді. Бұ л бө ліктерді жү йелі жә не кездейсоқ қ ателіктер деп атайды.

Кездейсоқ қ ателік – қ андай да бір ФШ-ны бірдей жағ дайларда ұ қ ыпты тү рде қ айталап ө лшеу кезінде кездейсоқ тү рде (таң басы мен мә ні бойынша) ө згеретінө лшеу нә тижелерінің бір қ ұ рамы болып табылады. Мұ ндай қ ателіктер пайда болғ ан кезде ешқ андай заң дылық қ а жү гінбейді, ол бірдей шамаларды қ айталап ө лшеу нә тижесінің кейбір шашырандысы тү рінде алынады. Кездейсоқ қ ателіктерден біз қ ұ тыла да, жоя да алмаймыз, олар ә рқ ашан да ө лшеу нә тижелерінде болады. Кездейсоқ қ ателіктер кездейсоқ процесстер мен математикалық статистика теориясы негізінде ғ ана бейнеленуі мү мкін.

Кездейсоқ қ ателіктердә жү йелі қ ателіктен айырмашылығ ы, оны ө лшеу нә тижесінен тү зету жолы арқ ылы жоя алмаймыз, бірақ оларды бақ ылау санын жоғ арлату жолымен азайтуғ а болады. Сондық тан да нә тижені ө лшенетін шаманың шын мә нінен минималды аз ғ ана ерекшеленетін тү рде алу ү шін, қ ажетті шаманы тә жірибеде берілген мә ндерді математикалық тізбекті ө ң деу арқ ылы кө п ретті ө лшеу керек.

Жү йелі қ ателік – бірдей ФШ-ны кайталап ө лшеу кезінде тұ рақ ты тү рде қ алатын немесе ережелерге сә йкес ө згеретін ө лшеу нә тижелерінің қ ұ рамы болып табылады. Оның ерекшелігі - олар алдын ала болжанып, табылады жә не осығ ан байланысты қ ұ раушы тү зетпелерді енгізе отырып, толығ ымен жойыла алады.

Прогрестенуші (дрейфтік) қ ателік – бұ л уақ ыт бойынша жә й ө згеретін, алдын ала болжанылмайтын қ ателік. Прогрестенуші қ ателіктердің ерекше қ асиеттері:

· олар тек берілген уақ ытта ғ ана тү зету арқ ылы кө шіріле алады да, кейін алдын–ала болжанбай ө згере береді;

· прогрестенуші қ ателіктердің уақ ыт бойынша ө згеруі - тұ рақ сыз кездейсоқ прогресс, сондық тан да тұ рақ ты кездейсоқ процесстердің жақ сы ө ң делген терия негізінде тек белгілі ескертпелер арқ ылы беріледі.

Прогрестенушіқ ателік – бұ л қ ателіктердің уақ ыт бойынша ө згеруінің тұ рақ сыз кездейсоқ процессі ү шін спецификалық ұ ғ ым, ол кездейсоқ жә не жү йелі қ ателік ұ ғ ымдарына келтіріле алмайды. Бұ лар тек тұ рақ ты кездейсоқ процесстер ү шін ғ ана сипатты. Прогрестенуші қ ателік тұ рақ сыз кездейсоқ процесстің ағ ынды математикалық кү тілуінің уақ ыт бойынша тұ рақ сыздығ ымен қ атар, оның тү рі мен дисперсиясының таралу заң дылығ ында уақ ыт бойынша ө згеруі салдарынан туу мү мкін.

Дө рекі қ ателік (қ ате жіберу) – бұ л ө лшеу қ атарына кіретін жеке бақ ылау нә тижесінде алынатын кездейсоқ қ ателік, ол берілген шарттарда осы қ атардың басқ а нә тижелерінен лезде ерекшелене алады. Олар, ереже бойынша, оператордың қ ателігі немесе дұ рыс емес ә рекеттерінен (оның психофизиологиялық жағ дайы, дұ рыс есептемеуі, жазба немесе есептеуде кеткен қ ателіктер, аспаптарды дұ рыс қ оспауы немесе олардың жұ мыс кезіндегі бө геттер жә не т. б.) пайда болады. Қ ателіктің пайда болуының себебі ө лшеу жү ргізу жағ дайының аз уақ ытта лезде ө згеруі болып табылады. Егер қ ателіктер ө лшеу процесінде пайда болса, олардан тұ ратын нә тижелер алып тасталады.

Қ ателіктерді ө рнектеу тә сілдері бойынша оларды абсолютті, қ атысты жә не келтірілген деп бө леді.

Абсолютті қ ателік (3.1) формуласы бойынша жазылады жә не ө лшенетін шаманың бірлігімен беріледі. Дегенмен, ол ө лшеу дә лдігінің кө рсеткіші ретінде бола алмайды, ө йткені, мысалы, Х = 100 болғ ан кезде D = 0, 05 ө лшеудің жоғ арғ ы дә лдігіне сә йкес, Х = 1 мм кезінде – тө менгіге сә йкес келеді. Сондық тан да қ атысты қ ателік деген тү сініктеме енгізілген. Салыстырмалы қ ателік – абсолютті ө лшеу қ ателігінің ө лшенетін шаманың шын мә ніне қ атысы болып табылады:

d = D/Q = (X - Q)/Q. (2)

Бұ л ө лшеу нә тижесінің берілген дә лділік сипаты Ө Ж қ ателіктерін мө лшерлеу ү шін жарамайды, ө йткені Q мә нін ө згерткен кезде Q = 0 кезіндегі шегіне шейін ә ртү рлі мә ндерді қ абылдайды. Осығ ан байланысты Ө Ж қ ателіктерін кө рсету жә не мө лшерлеу ү шін қ ателіктің тағ ы бір тү рі – келтірілген қ ателік қ олданылады.

Келтірілген қ ателік - Ө Ж-нің абсолютті қ ателігі барлық ө лшеу аралығ ында немесе оның бір бө лігінде тұ рақ ты болатын шартты тү рде алынғ ан Q_N мә ніне жататын қ атысты қ ателік:

g = D/Q_N = (X - Q)/Q_N. (3)

Шартты тү рде алынғ ан Q_N мә нін мө лшерлеуші деп атайды. Кө бінесе оның орнына берілген Ө Ж-нің жоғ арғ ы ө лшеу шегін алады, ол негізгі жағ дайда “келтірілген қ ателік” ұ ғ ымының орнына пайдаланылады.

Пайда болу орнына байланысты қ ателіктерді аспапты, ә дістемелі жә не субъективті деп ажыратады.

Аспапты қ ателік қ олданылатын Ө Ж-нен туғ ан. Кейде бұ л қ ателікті аппаратты деп те атайды.

Ө лшеудің ә дістемелік қ ателігі мына жағ дайлардан туады:

· ө лшеу объектісінің алынғ ан моделі оның ө лшеу жолымен анық -талғ ан қ асиетін барабар кө рсететін модельден ерекшеленгенінен;

· Ө Ж-ні қ олдану тә сілдерінің ә серінен. Бұ л мысалы, кернеуді ішкі кедергінің соң ғ ы мә ні арқ ылы вольтметрмен ө лшеу кезінде байқ алады. Бұ л жағ дайда вольтметрді кернеу ө лшейтін тізбек аймағ ына шунтирлейді, жә не ол вольтметр қ осылғ анғ а дейінгі мә нінен аз болады;

· ө лшеу нә тижелерін есептейтін алгоритмдер (формулалар) ә сері-нен;

· қ олданатын ө лшеу қ ұ ралдарының қ асиеттерімен байланысы жоқ басқ а факторлар ә серінен.

Ә дістемелік қ ателіктің ерекше қ асиеті, ол Ө Ж-де қ олданылатын нормативті-техникалық қ ұ жаттамаларда кө рсетілмейді, ө йткені оларғ а тә уелді емес, олар ә рбір нақ ты жағ дайларда оператормен анық талады. Осығ ан байланысты оператор ө зінің ө лшейтін шамасын ө лшеуге жататын шамалардан ажырата алуы тиіс.