ความแตกต่างในความไม่แน่นอนในการวัดและข้อผิดพลาดในการวัด

ความไม่แน่นอนและข้อผิดพลาดในการวัดเป็นข้อเสนอพื้นฐานที่ศึกษาในมาตรวิทยา และยังเป็นหนึ่งในแนวคิดสำคัญที่ผู้ทดสอบมาตรวิทยามักใช้ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความน่าเชื่อถือของผลการวัด รวมถึงความถูกต้องและความสม่ำเสมอของการส่งผ่านค่าอย่างไรก็ตาม หลายๆ คนอาจสับสนหรือใช้ทั้งสองอย่างในทางที่ผิดได้ง่ายเนื่องจากแนวคิดที่ไม่ชัดเจนบทความนี้ผสมผสานประสบการณ์ในการศึกษา "การประเมินและการแสดงออกของความไม่แน่นอนในการวัด" เพื่อเน้นที่ความแตกต่างระหว่างทั้งสองสิ่งแรกที่ต้องชัดเจนคือความแตกต่างทางแนวคิดระหว่างความไม่แน่นอนในการวัดและข้อผิดพลาด

ความไม่แน่นอนของการวัดจะแสดงลักษณะเฉพาะของการประเมินช่วงของค่าซึ่งค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้อยู่โดยจะให้ช่วงเวลาที่มูลค่าที่แท้จริงอาจลดลงตามความน่าจะเป็นของความเชื่อมั่นที่แน่นอนอาจเป็นค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานหรือผลคูณของค่าดังกล่าว หรือความกว้างครึ่งหนึ่งของช่วงที่ระบุระดับความเชื่อมั่นไม่ใช่ข้อผิดพลาดที่แท้จริงเฉพาะเจาะจง แต่เพียงแสดงส่วนของช่วงข้อผิดพลาดในเชิงปริมาณที่ไม่สามารถแก้ไขได้ในรูปแบบของพารามิเตอร์ได้มาจากการแก้ไขผลกระทบจากอุบัติเหตุและผลกระทบที่เป็นระบบที่ไม่สมบูรณ์ และเป็นพารามิเตอร์การกระจายที่ใช้ในการระบุลักษณะเฉพาะของค่าที่วัดได้ซึ่งได้รับการกำหนดอย่างสมเหตุสมผลความไม่แน่นอนแบ่งออกเป็นสองประเภทขององค์ประกอบการประเมิน A และ B ตามวิธีการได้มาองค์ประกอบการประเมินประเภท A คือการประเมินความไม่แน่นอนที่ทำผ่านการวิเคราะห์ทางสถิติของชุดการสังเกต และองค์ประกอบการประเมินประเภท B ประเมินตามประสบการณ์หรือข้อมูลอื่นๆ และสันนิษฐานว่ามีองค์ประกอบความไม่แน่นอนแสดงด้วย "ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน" โดยประมาณ

ในกรณีส่วนใหญ่ ข้อผิดพลาดหมายถึงข้อผิดพลาดในการวัด และคำจำกัดความดั้งเดิมคือความแตกต่างระหว่างผลการวัดและค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้โดยปกติสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและข้อผิดพลาดโดยไม่ได้ตั้งใจข้อผิดพลาดเกิดขึ้นอย่างเป็นกลาง และควรเป็นค่าที่แน่นอน แต่เนื่องจากส่วนใหญ่ไม่ทราบค่าที่แท้จริง จึงไม่สามารถทราบข้อผิดพลาดที่แท้จริงได้อย่างแม่นยำเราเพียงแค่หาค่าประมาณความจริงที่ดีที่สุดภายใต้เงื่อนไขบางประการ และเรียกมันว่าค่าความจริงทั่วไป

จากความเข้าใจในแนวคิดนี้ เราจะเห็นได้ว่ามีความแตกต่างระหว่างความไม่แน่นอนในการวัดและข้อผิดพลาดในการวัดเป็นหลักดังต่อไปนี้:

1. ความแตกต่างในวัตถุประสงค์ของการประเมิน:

ความไม่แน่นอนของการวัดมีวัตถุประสงค์เพื่อบ่งชี้การกระจายของค่าที่วัดได้

วัตถุประสงค์ของข้อผิดพลาดในการวัดคือเพื่อระบุระดับที่ผลการวัดเบี่ยงเบนไปจากค่าที่แท้จริง

2. ความแตกต่างระหว่างผลการประเมิน:

ความไม่แน่นอนของการวัดเป็นพารามิเตอร์ที่ไม่ได้ลงนามซึ่งแสดงโดยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานหรือผลคูณของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน หรือช่วงความเชื่อมั่นครึ่งหนึ่งของความกว้างมันถูกประเมินโดยผู้คนตามข้อมูล เช่น การทดลอง ข้อมูล และประสบการณ์สามารถกำหนดเชิงปริมาณได้โดยวิธีการประเมินสองประเภท ได้แก่ A และ B ;

ข้อผิดพลาดในการวัดคือค่าที่มีเครื่องหมายบวกหรือลบค่าของมันคือผลการวัดลบด้วยค่าจริงที่วัดได้เนื่องจากไม่ทราบมูลค่าที่แท้จริง จึงไม่สามารถรับได้อย่างแม่นยำเมื่อใช้มูลค่าจริงทั่วไปแทนมูลค่าจริง สามารถรับได้เฉพาะค่าประมาณเท่านั้น

3. ความแตกต่างของปัจจัยที่มีอิทธิพล:

ความไม่แน่นอนในการวัดได้มาจากผู้คนผ่านการวิเคราะห์และการประเมินผล ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องกับความเข้าใจของผู้คนเกี่ยวกับการวัด ซึ่งมีอิทธิพลต่อปริมาณและกระบวนการวัด

ข้อผิดพลาดในการวัดเกิดขึ้นอย่างเป็นกลาง ไม่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก และไม่เปลี่ยนแปลงตามความเข้าใจของผู้คน

ดังนั้น เมื่อทำการวิเคราะห์ความไม่แน่นอน ควรพิจารณาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่างๆ อย่างเต็มที่ และควรตรวจสอบการประเมินความไม่แน่นอนด้วยมิฉะนั้น เนื่องจากการวิเคราะห์และการประมาณค่าไม่เพียงพอ ความไม่แน่นอนโดยประมาณอาจมีขนาดใหญ่เมื่อผลการวัดใกล้เคียงกับค่าจริงมาก (นั่นคือ ข้อผิดพลาดมีน้อย) หรือความไม่แน่นอนที่ให้อาจมีน้อยมากเมื่อข้อผิดพลาดในการวัดเกิดขึ้นจริง ใหญ่.

4. ความแตกต่างโดยธรรมชาติ:

โดยทั่วไป ไม่จำเป็นต้องแยกแยะคุณสมบัติขององค์ประกอบความไม่แน่นอนในการวัดและองค์ประกอบความไม่แน่นอนหากจำเป็นต้องแยกแยะ ควรแสดงเป็น: "องค์ประกอบความไม่แน่นอนที่เกิดจากผลกระทบแบบสุ่ม" และ "องค์ประกอบความไม่แน่นอนที่เกิดจากผลกระทบของระบบ";

ข้อผิดพลาดในการวัดสามารถแบ่งออกเป็นข้อผิดพลาดแบบสุ่มและข้อผิดพลาดที่เป็นระบบตามคุณสมบัติตามคำจำกัดความ ทั้งข้อผิดพลาดแบบสุ่มและข้อผิดพลาดที่เป็นระบบเป็นแนวคิดในอุดมคติในกรณีของการวัดจำนวนมากอย่างไม่มีที่สิ้นสุด

5. ความแตกต่างระหว่างการแก้ไขผลการวัด:

คำว่า "ความไม่แน่นอน" นั้นหมายความถึงมูลค่าที่สามารถประมาณได้ไม่ได้อ้างอิงถึงค่าความผิดพลาดที่เจาะจงและแม่นยำแม้ว่าจะสามารถประมาณได้ แต่ก็ไม่สามารถใช้แก้ไขค่าได้ความไม่แน่นอนที่เกิดจากการแก้ไขที่ไม่สมบูรณ์สามารถพิจารณาได้เฉพาะในความไม่แน่นอนของผลการวัดที่แก้ไขแล้วเท่านั้น

หากทราบค่าประมาณของข้อผิดพลาดของระบบ ผลการวัดจะสามารถแก้ไขได้เพื่อให้ได้ผลการวัดที่ถูกต้อง

หลังจากแก้ไขขนาดแล้ว ค่านี้อาจเข้าใกล้ค่าที่แท้จริงมากขึ้น แต่ความไม่แน่นอนไม่เพียงแต่ไม่ลดลง แต่บางครั้งก็มีขนาดใหญ่ขึ้นด้วยสาเหตุหลักมาจากเราไม่สามารถทราบได้อย่างแน่ชัดว่ามูลค่าที่แท้จริงเป็นเท่าใด แต่สามารถประมาณได้เพียงระดับที่ผลการวัดอยู่ใกล้หรือห่างจากค่าจริงเท่านั้น

แม้ว่าความไม่แน่นอนและข้อผิดพลาดในการวัดจะมีความแตกต่างข้างต้น แต่ก็ยังมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดแนวคิดเรื่องความไม่แน่นอนคือการประยุกต์และการขยายทฤษฎีข้อผิดพลาด และการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดยังคงเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการประเมินความไม่แน่นอนของการวัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประมาณค่าส่วนประกอบประเภท B การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดจะแยกออกจากกันไม่ได้ตัวอย่างเช่น คุณลักษณะของเครื่องมือวัดสามารถอธิบายได้ในแง่ของข้อผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาต ข้อผิดพลาดบ่งชี้ ฯลฯ ค่าขีดจำกัดของข้อผิดพลาดที่อนุญาตของเครื่องมือวัดที่ระบุในข้อกำหนดทางเทคนิคและข้อบังคับเรียกว่า "ข้อผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาต" หรือ "ขีดจำกัดข้อผิดพลาดที่อนุญาต"เป็นช่วงที่อนุญาตของข้อผิดพลาดบ่งชี้ซึ่งระบุโดยผู้ผลิตสำหรับเครื่องมือบางประเภท ไม่ใช่ข้อผิดพลาดจริงของเครื่องมือบางอย่างข้อผิดพลาดที่อนุญาตสูงสุดของเครื่องมือวัดสามารถพบได้ในคู่มือเครื่องมือ และจะแสดงด้วยเครื่องหมายบวกหรือลบเมื่อแสดงเป็นค่าตัวเลข ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ ข้อผิดพลาดในการอ้างอิง หรือการผสมผสานกันตัวอย่างเช่น ±0.1PV, ±1% เป็นต้น ค่าความผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาตของเครื่องมือวัดไม่ใช่ความไม่แน่นอนของการวัด แต่สามารถใช้เป็นพื้นฐานในการประเมินความไม่แน่นอนของการวัดได้ความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นจากเครื่องมือวัดในผลการวัดสามารถประเมินได้ตามข้อผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาตของเครื่องมือตามวิธีการประเมินประเภท Bอีกตัวอย่างหนึ่งคือความแตกต่างระหว่างค่าบ่งชี้ของเครื่องมือวัดกับค่าจริงที่ตกลงกันไว้ของอินพุตที่สอดคล้องกัน ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดบ่งชี้ของเครื่องมือวัดสำหรับเครื่องมือวัดทางกายภาพ ค่าที่ระบุคือค่าที่ระบุโดยปกติแล้ว ค่าที่กำหนดหรือทำซ้ำโดยมาตรฐานการวัดระดับที่สูงกว่าจะใช้เป็นค่าจริงที่ตกลงกันไว้ (มักเรียกว่าค่าสอบเทียบหรือค่ามาตรฐาน)ในงานตรวจสอบ เมื่อความไม่แน่นอนที่เพิ่มขึ้นของค่ามาตรฐานที่กำหนดโดยมาตรฐานการวัดคือ 1/3 ถึง 1/10 ของข้อผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาตของอุปกรณ์ที่ทดสอบ และข้อผิดพลาดบ่งชี้ของเครื่องมือที่ทดสอบอยู่ภายในค่าสูงสุดที่อนุญาตที่ระบุ ข้อผิดพลาดก็สามารถตัดสินได้ว่ามีคุณสมบัติเหมาะสม