تجهیزات اندازه گیری برق, مقالات
خطای اندازه‌گیری
اردیبهشت
خطای اندازه‌گیری
تعریف: خطای اندازه‌گیری به عنوان تفاوت بین مقدار واقعی و مقدار اندازه‌گیری شده‌تعریف‌می‌شود.
مقدار واقعی میانگین تعداد بی‌نهایت اندازه‌گیری است‌و مقدار اندازه‌گیری شده‌مقدار دقیق‌است.
انواع خطا در اندازه‌گیری
خطا ممکن‌است از منابع مختلف ناشی شود و معمولاً به انواع زیر طبقه‌بندی میشود. این‌انواع هستند
- خطاهای فاحش
- سیستماتیک
- خطاهای تصادفی
انواع آنها در زیر به تفصیل توضیح داده‌شده‌است.
-
1- خطاهای فاحش
خطای فاحش به دلیل اشتباهات انسانی رخ می‌دهد. به عنوان مثال، در نظر بگیرید که شخصی که از ابزار استفاده‌می‌کند اشتباه می‌خواند، یا می‌تواند داده‌های نادرست را ثبت کند. چنین نوع خطای تحت خطای فاحش قرار می‌گیرد. تنها با دقت در خواندن می‌توان از خطای فاحش جلوگیری‌کرد.
به عنوان مثال – اپراتور 31.5 درجه سانتیگراد را می‌خواند در حالی که قرائت واقعی 21.5 درجه سانتیگراد‌است. این به دلیل بی‌توجهی‌ها رخ می‌دهد.اوپراتور اشتباه می‌خواند و به همین دلیل خطا در اندازه‌گیری رخ می‌دهد.
این نوع خطا در اندازه‌گیری بسیار رایج‌است. حذف کامل این نوع خطا امکان پذیر نیست. برخی از خطاهای فاحش به راحتی توسط اوپراتور تشخیص داده‌می‌شود، اما یافتن برخی از آنها دشوار‌است. دو روش می‌تواند خطای فاحش را حذف کند.
دو روشی که می‌تواند خطای فاحش را حذف کند. این روش‌ها هستند.
- خواندن مقادیر باید بسیار با دقت انجام شود.
- دو یا چند قرائت باید از کمیت اندازه‌گیری گرفته‌شود. قرائت‌ها توسط آزمایشگر مختلف و در نقطه متفاوتی برای حذف خطا گرفته‌می‌شود.
-
2- خطاهای سیستماتیک
خطاهای سیستماتیک عمدتاً به سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند.
- ابزاری
- خطاهای محیطی
- مشاهده‌ای
خطاهای ابزاری
این خطاها عمدتاً به سه دلیل اصلی ایجاد می‌شوند.
(الف) کاستی‌های ذاتی ابزارها
این گونه خطاها به دلیل ساختار مکانیکی آنها در ابزارها تعبیه شده‌است. ممکن‌است به دلیل ساخت، کالیبراسیون یا عملکرد دستگاه باشد. این خطاها ممکن‌است باعث‌شود که خطا خیلی کم یا خیلی زیاد خوانده‌شود.
به عنوان مثال – اگر دستگاه از فنر ضعیف استفاده‌می‌کند، ارزش کمیت اندازه‌گیری بالایی را به دست می‌دهد. خطا در دستگاه به دلیل از دست‌دادن اصطکاک یا هیسترزیس رخ می‌دهد.
(ب) استفاده نادرست از ابزار
خطا در دستگاه به دلیل خطای اپراتور رخ می‌دهد. یک ابزار خوب که به روشی غیرهوشمندانه استفاده میشود ممکن‌است نتیجه عظیمی به همراه داشته‌باشد.
به عنوان مثال – استفاده نادرست از ابزار ممکن است‌باعث عدم تنظیم صفر ابزار، تنظیم اولیه ضعیف، استفاده‌از سرب به مقاومت بسیار بالا شود. این اقدامات نادرست ممکن‌است باعث آسیب دائمی به ابزار نشود، اما در عین حال باعث ایجاد خطا‌می‌شود.
(ج) اثر بارگذاری
رایج‌ترین نوع خطا است‌که توسط ابزار در کار اندازه‌گیری ایجاد‌می‌شود. به عنوان مثال، هنگامی که ولت متر به مدار مقاومت بالا متصل‌می‌شود، قرائت گمراه‌کننده‌ای را نشان می‌دهد، و هنگامی که به مدار مقاومت پایین متصل میشود، قرائت قابل اعتمادی را ارائه‌می‌دهد. این بدان معناست که ولت متر اثر بارگذاری بر مدار دارد.
با استفاده هوشمندانه از کنتورها می توان بر خطای ناشی از اثر بارگذاری غلبه کرد. به عنوان مثال، هنگام اندازه‌گیری مقاومت کم به روش آمپرمتر-ولت متر، باید از ولت متری با مقدار مقاومت بسیار بالا استفاده‌کرد.
خطاهای محیطی
این خطاها به دلیل شرایط خارجی دستگاه‌های اندازه‌گیری است. این گونه خطاها عمدتاً به دلیل تأثیر دما، فشار، رطوبت، گرد و غبار، ارتعاش یا به دلیل میدان مغناطیسی یا الکترواستاتیکی رخ می‌دهد. اقدامات اصلاحی به کار گرفته‌شده برای حذف یا کاهش این اثرات نامطلوب هستند
- باید ترتیبی اتخاذ شود که شرایط تا حد امکان ثابت بماند.
- استفاده از تجهیزاتی که عاری از این اثرات باشد.
- با استفاده از تکنیک‌هایی که اثر این اختلالات را از بین‌می‌برد.
- با اعمال اصلاحات محاسبه‌شده
خطاهای مشاهده‌ای
این گونه خطاها ناشی از مشاهده اشتباه خواندن‌است. منابع زیادی برای خطای مشاهده وجود‌دارد. به عنوان مثال، نشانگر یک ولت متر کمی بالاتر از سطح ترازو تنظیم مجدد‌می‌شود. بنابراین یک خطا (به دلیل اختلاف منظر) رخ می‌دهد مگر اینکه خط دید ناظر دقیقاً بالای نشانگر باشد. برای به حداقل رساندن خطای اختلاف منظر، مترهای بسیار دقیق با مقیاس‌های آینه‌ای ارائه‌شده‌است.
-
3- خطاهای تصادفی
خطایی که در اثر تغییر ناگهانی شرایط جوی ایجاد میشود، این نوع خطا را خطای تصادفی می‌نامند. این نوع خطاها حتی پس از حذف خطای سیستماتیک باقی می‌مانند. از این رو به این نوع خطا، خطای باقیمانده نیز گفته‌می‌شود.