Өлчөөнү өздөштүрүү: Абсолюттук, салыштырмалуу жана толук масштабдагы (%FS) катасы

Сиз спецификация барагын карап көрдүңүз белеaбасымөткөргүч,aагымметр, жеaтемпература сенсоружана"Тактык: ±0,5% FS" сыяктуу сап элементин көрдүңүз беле? Бул жалпы спецификация, бирок ал сиз чогултуп жаткан маалыматтар үчүн эмнени билдирет? Бул ар бир окуу чыныгы маанинин 0,5% чегинде дегенди билдиреби? Көрүнүп тургандай, жооп бир аз татаалыраак жана бул татаалдыкты түшүнүү инженерия, өндүрүш жана илимий өлчөө менен алектенген адамдар үчүн өтө маанилүү.

Ката физикалык дүйнөнүн сөзсүз бир бөлүгү болуп саналат. Эч бир аспап идеалдуу эмес. Негизгиси катанын мүнөзүн түшүнүү, анын санын аныктоо жана ал сиздин конкреттүү колдонмоңуз үчүн алгылыктуу чектерде экенине ынануу. Бул колдонмо негизги түшүнүктөрдү чечмелейтofөлчөөката. Ал негизги аныктамалардан башталып, андан кийин практикалык мисалдарга жана маанилүү темаларга кеңейип, сизди жөн гана спецификацияларды окуган адамдан аларды чындап түшүнгөн адамга айлантат.

 

Өлчөө катасы деген эмне?

Анын жүрөгүндө,өлчөө катасы - өлчөнгөн чоңдук менен анын чыныгы, чыныгы маанисинин ортосундагы айырма. Аны сиздин аспапыңыз көргөн дүйнө менен чындыгында кандай болсо, дүйнө ортосундагы ажырым деп ойлоңуз.

Ката = өлчөнгөн маани – Чыныгы маани.

“Чыныгы баалуулук” – бул теориялык түшүнүк. Практикада абсолюттук чыныгы маанини эч качан кемчиликсиз так билүү мүмкүн эмес. Анын ордуна, кадимки чыныгы маани колдонулат. Бул өлчөө стандарты же эталондук аспап тарабынан берилген маани, ал текшерилип жаткан аппаратка караганда кыйла так (адатта 4-10 эсе так) болуп саналат. Мисалы, калибрлөөдө аколбасымченегич, "шарттуу чыныгы маани" жогорку тактыктан алынат,лабораториялыкбасымкалибратор.

Бул жөнөкөй теңдемени түшүнүү биринчи кадам, бирок ал бүт окуяны айтып бербейт. 100 метрлик түтүктүн узундугун өлчөгөндө 1 миллиметрлик ката анча деле маанилүү эмес, бирок кыймылдаткыч үчүн поршеньди иштетүүдө бул катастрофалык ката. Толук сүрөттү алуу үчүн, биз бул катаны маңыздуураак жолдор менен билдиришибиз керек. Бул жерде абсолюттук, салыштырмалуу жана шилтеме каталары пайда болот.

Үч жалпы өлчөө катасын чогултуу

Келгиле, өлчөө катасын эсептөөнүн жана билдирүүнүн үч негизги жолун бөлүп көрөлү.

1. Абсолюттук ката: чийки четтөө

Абсолюттук ката катанын эң жөнөкөй жана түз түрү. Баштапкы документте аныкталгандай, бул өлчөөнүн өзүнүн бирдиктеринде чагылдырылган өлчөө менен чыныгы маанинин ортосундагы түз айырма.

Формула:

Мисал:

Сиз а менен түтүктөгү агымды өлчөп жатасызчынагымынын ылдамдыгыof50 м³/саат, жанасенинагым өлчөгүчокуйт50,5 м³/саат, ошондуктан абсолюттук ката 50,5 – 50 = +0,5 м³/саат.

Эми, сиз 500 м³/саат чыныгы агымы менен башка процессти ченеп жатасыз деп элестетиңиз, жана сиздин чыгым өлчөгүчүңүз 500,5 м³/саатты көрсөтөт. Абсолюттук ката дагы +0,5 м³/саат.

Качан пайдалуу? Калибрлөө жана сыноо учурунда абсолюттук ката маанилүү. Калибрлөө сертификаты көбүнчө ар кандай сыноо пункттарында абсолюттук четтөөлөрдү тизмелейт. Бирок, мисал көрсөткөндөй, контекст жок. Абсолюттук ката +0,5 м³/саат чоңураак агымга караганда азыраак агым үчүн алда канча маанилүү. Бул маанини түшүнүү үчүн бизге салыштырмалуу ката керек.

2. Салыштырмалуу ката: Контексттеги ката

Салыштырмалуу ката абсолюттук ката жок контекстти камсыз кылат. Ал катаны өлчөнгөн чыныгы маанинин үлүшү же пайызы катары билдирет. Бул ката өлчөө чоңдугуна карата канчалык чоң экенин айтып берет.

Формула:

Мисал:

Келгиле, биздин мисалды кайра карап көрөлү:

50 м³/саат агымы үчүн: Салыштырмалуу ката = (0,5 м³/ч / 50 м³/ч) × 100% = 1%

500 м³/саат агымы үчүн: Салыштырмалуу ката = (0,5 м³/ч / 500 м³/ч) × 100% = 0,1%

Күтүлбөгөн жерден, айырма бир топ айкын болот. Абсолюттук ката эки сценарийде бирдей болгонуна карабастан, салыштырмалуу ката өлчөө агымынын төмөнкү ылдамдыгы үчүн он эсе аз так болгонун көрсөтүп турат.

Бул эмне үчүн маанилүү? Салыштырмалуу ката - белгилүү бир иштөө чекитинде инструменттин иштешинин бир топ жакшы көрсөткүчү. Бул "Азыр бул өлчөө канчалык жакшы?" деген суроого жооп берүүгө жардам берет. Бирок, аспап өндүрүүчүлөрү сиз өлчөй турган ар бир мүмкүн болгон мааниге салыштырмалуу катаны тизмелей алышпайт. Аппаратынын бүтүндөй иштөө мүмкүнчүлүгүнө кепилдик берүү үчүн аларга бирдиктүү, ишенимдүү метрика керек. Бул шилтеме катасынын иши.

3. Шилтеме катасы (%FS): Өнөр жай стандарты

Бул маалымат баракчаларында сиз эң көп көргөн спецификация: тактык пайыз менен көрсөтүлөтofТолукМасштаб (%FS), ошондой эле маалымдама катасы же камтылган ката катары белгилүү. Абсолюттук катаны учурдагы өлчөнгөн мааниге салыштыруунун ордуна, аны аспаптын жалпы аралыгы (же диапазону) менен салыштырат.

Формула:

Өлчөө диапазону (же аралыгы) - бул аспап өлчөө үчүн иштелип чыккан максималдуу жана минималдуу маанилердин ортосундагы айырма.

Маанилүү мисал: %FSти түшүнүү

Келгиле, сиз сатып алды деп ойлойлуaбасым өткөргүчменентөмөнкү спецификациялар:

• Диапазон: 0дөн 200 барга чейин

• Тактыгы: ±0,5% FS

1-кадам: Максималдуу жол берилген абсолюттук катаны эсептеңиз.

Биринчиден, бул пайызга дал келген абсолюттук катаны табабыз: макс абсолюттук ката = 0,5% × (200 бар – 0 бар) = 0,005 × 200 бар = ±1 бар.

Бул эң маанилүү эсептөө, биз кандай басымды өлчөп жатканыбызга карабастан, бул аспаптын көрсөткүчү чыныгы мааниден ±1 бар чегинде болууга кепилдик берилет.

2-кадам: Бул салыштырмалуу тактыкка кандай таасир этээрин караңыз.

Эми, бул ±1 тилке катасы диапазонун ар кандай чекиттеринде эмнени билдирерин карап көрөлү:

• 100 бар басымды өлчөө (диапазондун 50%): Окуу 99дан 101 барга чейин болушу мүмкүн. Бул учурда салыштырмалуу ката (1 бар / 100 бар) × 100% = ± 1%.

• 20 бар басымды өлчөө (диапазондун 10%): Окуу 19дан 21 барга чейин болушу мүмкүн. Бул учурда салыштырмалуу ката (1 бар / 20 бар) × 100% = ± 5%.

• 200 бар басымды өлчөө (диапазондун 100%): Окуу 199дан 201 барга чейин болушу мүмкүн. Бул учурда салыштырмалуу ката (1 бар / 200 бар) × 100% = ± 0,5%.

Бул аспаптын салыштырмалуу тактыгы анын диапазонунда эң жакшы жана ылдыйда эң начар деген приборлордун критикалык принцибин ачып берет.

Практикалык алып баруу: туура инструментти кантип тандоо керек?

%FS менен салыштырмалуу катанын ортосундагы байланыш аспапты тандоого терең таасирин тийгизет.Маалымдама катасы канчалык аз болсо, аспаптын жалпы тактыгы ошончолук жогору болот. Бирок, сиз жөн гана колдонмоңуз үчүн туура диапазонду тандоо менен өлчөө тактыгын жакшыртсаңыз болот.

Өлчөөнүн алтын эрежеси – бул сиздин типтүү операциялык маанилериңиз анын толук масштабдуу диапазонунун жогорку жарымына (идеалдуу, жогорку үчтөн экисине) туура келген аспапты тандоо. Келгиле, бир мисал менен баралы:

Элестетиңиз, процессиңиз адатта 70 бар басымда иштейт, бирок 90 барга чейин чокулары болушу мүмкүн. Сиз карап жатасызэкиөткөргүчтөр, экөө тең ±0,5% FS тактыгы менен:

• Өткөргүч A: Диапазон 0-500 бар

• Өткөргүч B: Диапазон 0-100 бар

70 бар болгон кадимки иштөө чекитиңиз үчүн мүмкүн болуучу катаны эсептеп көрөлү:

Өткөргүч A (0-500 бар):

• Макс абсолюттук ката = 0,5% × 500 бар = ±2,5 бар.

• 70 барда, сиздин окууңуз 2,5 барга өчүшү мүмкүн. Сиздин чыныгы салыштырмалуу катаңыз (2,5 / 70) × 100% ≈ ±3,57%. Бул олуттуу ката!

Өткөргүч B (0-100 бар):

• Макс абсолюттук ката = 0,5% × 100 бар = ±0,5 бар.

• 70 барда, сиздин окууңуз болгону 0,5 барга өчүп калышы мүмкүн. Сиздин чыныгы салыштырмалуу катаңыз (0,5 / 70) × 100% ≈ ±0,71%.

Колдонмоңуз үчүн ылайыктуу “кысылган” диапазону бар аспапты тандоо менен, эки аспап тең маалымат баракчаларында бирдей “%FS” тактык рейтингине ээ болсо да, реалдуу дүйнөдөгү өлчөө тактыгын беш эсеге жакшырттыңыз.

Тактык жана тактык: Критикалык айырма

Өлчөөнү толук өздөштүрүү үчүн дагы бир түшүнүк керек: тактык менен тактыктын ортосундагы айырма. Адамдар бул терминдерди көбүнчө бири-бирине алмаштырышат, бирок илимде жана инженерияда алар такыр башка нерселерди билдирет.

Тактыкisкантипөлчөөнү чыныгы мааниге жабуу. Бул абсолюттук жана салыштырмалуу ката менен байланыштуу. Так курал орто эсеп менен туура окууну берет.

Тактыкisкантипбир эле нерсенин бир нече өлчөмдөрү бири-бирине жакын. Бул өлчөөнүн кайталануучулугун же ырааттуулугун билдирет. Так аспап сизге ар бир жолу дээрлик бирдей көрсөткүчтү берет, бирок бул окуу сөзсүз эле туура эмес.

Бул жерде максаттуу аналогия:

• Так жана так: Сиздин бардык кадрларыңыз букачардын ортосуна тыгыз топтолот. Бул идеал.

• Так, бирок так эмес: Сиздин бардык атууларыңыз бири-бирине тыгыз топтолгон, бирок алар бутанын жогорку сол бурчунда, бука көзүнөн алыс жайгашкан. Бул мылтыктын туура эмес жайгаштырылышы же начар калибрленген сенсор сыяктуу системалуу катаны көрсөтүп турат. Аспап кайталанат, бирок дайыма туура эмес.

• Так, бирок так эмес: Сиздин атууларыңыз бутага чачырап кеткен, бирок алардын орточо абалы бука көзүнүн борбору. Бул ар бир өлчөө күтүүсүз өзгөрүп турган кокустук катаны көрсөтөт.

• Так да, так эмес: атуулар бутага туш келди чачырап, ырааттуулугу жок.

0,5% FS спецификациясы бар аспап анын тактыгын талап кылууда, ал эми тактык (же кайталануу) көбүнчө маалымат баракчасында өзүнчө сап катары көрсөтүлөт жана адатта анын тактыгынан кичине (жакшы) сан болуп саналат.

Корутунду

Катанын нюанстарын түшүнүү - бул жакшы инженерди улуу инженерден айырмалап турган нерсе.

Жыйынтыктап айтканда, өлчөө катасын өздөштүрүү негизги түшүнүктөн практикалык колдонууга өтүүнү талап кылат. Абсолюттук ката чийки четтөөнү камсыз кылат, салыштырмалуу ката аны учурдагы өлчөөнүн контекстинде жайгаштырат, ал эми маалымдама катасы (%FS) анын бүткүл диапазонундагы инструменттин максималдуу катасынын стандартташтырылган кепилдигин сунуштайт. Негизги нерсе - бул аспаптын көрсөтүлгөн тактыгы менен анын реалдуу дүйнөдөгү аткаруусу бирдей эмес.

Каталанган %FS катасы масштабдагы салыштырмалуу тактыкка кандай таасир тийгизерин түшүнүү менен инженерлер жана техниктер негизделген чечимдерди кабыл алышат. Колдонмо үчүн ылайыктуу диапазону бар инструментти тандоо анын тактык рейтинги сыяктуу эле өтө маанилүү жана чогултулган маалыматтар чындыктын ишенимдүү чагылдырылышын камсыз кылат.

Кийинки жолу маалымат жадыбалын карап чыгып, тактык рейтингин көргөнүңүздө, анын эмнени билдирерин так билесиз. Сиз максималдуу мүмкүн болуучу катаны эсептеп, ал ката ар кандай иштөө чекиттериңизде процессиңизге кандай таасир этээрин түшүнө аласыз жана сиз чогулткан маалыматтар экрандагы сандар эле эмес, чындыктын ишенимдүү чагылдырылышын камсыздай турган негиздүү чечим кабыл ала аласыз.

Биздин өлчөө боюнча эксперттер менен байланышыңыз