Tabla de Contenidos
Varje mätprocess har associerade fel, och det är viktigt att veta att fel är en del av mätprocessen. Inom vetenskap och teknik kallas felet eller osäkerheten i en mätning för experimentellt fel eller observationsfel.
Det finns två typer av fel eller osäkerheter : slumpmässiga och systematiska fel. Slumpmässiga fel uppstår oförutsägbart i varje mätning, medan systematiska fel har samma förekomst i varje bestämning som görs. Båda typerna av fel är inneboende i varje mätprocess, men slumpmässiga fel kan behandlas statistiskt och ger bestämningar som samlas runt det verkliga värdet, medan systematiska fel ibland kan minimeras genom att kalibrera mätutrustningen, men det är viktigt att ta dem beaktas eftersom om de inte korrigeras kan de orsaka felaktiga mätningar som påverkar slutsatserna av den studie som genomförs.
slumpmässiga fel
Om flera mätningar av samma storlek görs, kommer det att ses att de värden du får är grupperade runt ett visst värde; därför påverkar det slumpmässiga felet främst mätningens noggrannhet . Slumpmässiga fel påverkar vanligtvis den sista signifikanta siffran i en mätning.
De främsta orsakerna till slumpmässiga fel är förknippade med instrumentbegränsningar, miljöfaktorer och små variationer i mätproceduren. Låt oss se några exempel:
- Vid vägning på en våg placeras föremålet som ska vägas olika varje gång mätningen görs.
- När du tar en volymavläsning på en kolv kan du läsa värdet från en annan vinkel varje gång du tittar på den graderade skalan.
- Mätningen av ett provs massa på en analytisk våg kan skilja sig om den påverkas av luftströmmar .
- Mätningen av en persons längd påverkas av förändringar i hållning.
- Mätningen av vindhastigheten beror på höjden och det ögonblick då mätningen görs; flera avläsningar måste göras och de erhållna värdena beräknas i medeltal för att få en representativ mätning, eftersom vindbyar och förändringar i vindriktningen ändrar varje specifik bestämning.
- Avläsningar bör uppskattas när de hamnar mellan märkena på en skala eller när tjockleken på ett mätmärke beaktas.
Eftersom slumpmässiga fel alltid uppstår och inte kan förutsägas är det viktigt att i mätproceduren ta med flera dataavläsningar och sedan ta ett medelvärde av dem för att få en exakt bestämning av det sanna värdet av parametern och samtidigt veta vad det är. mätningarnas variabilitet.
systematiska fel
Systematiska fel är förutsägbara och har alltid samma förekomst. Typiska orsaker till systematiska fel inkluderar observationsfel, ofullständig instrumentkalibrering och förekomsten av miljöfaktorer. Låt oss se några exempel:
- Glömde att tarera eller nollställa skalan. Detta ger massmätningar som alltid ligger utanför det faktiska värdet med samma mängd (sammanfaller med taran i detta fall). Ett fel som orsakas av att ett instrument inte nollställs före användning kallas ett offsetfel.
- Läs inte menisken på en graderad skala i ögonhöjd för en volymmätning. Detta kommer alltid att resultera i en felaktig läsning. Det observerade värdet kommer att underskatta eller överskatta den korrekta mätningen, beroende på om avläsningen görs över eller under märket.
- Att mäta längden med en metalllinjal kommer att ge ett annat resultat beroende på omgivningstemperaturen, på grund av materialets termiska expansion.
- En kalibrerad termometer kan ge exakta avläsningar inom ett visst temperaturintervall , men kan bli felaktiga vid högre eller lägre temperaturer, eftersom all kalibrering är giltig inom ett visst variationsområde för parametern.
- Det uppmätta avståndet skiljer sig med ett nytt måttband jämfört med bestämningen med ett gammalt, sträckt måttband. I denna typ av situation är felen proportionella mot mätningen och kallas skalfaktorfel.
- Mätningar av elektronisk utrustning tenderar att variera över tiden på grund av variationer i komponenttemperaturer. De sägs vara mottagliga för drift. Mätningar som erhålls med andra typer av instrument kan också påverkas när enheten värms upp.
När orsaken väl har identifierats kan förekomsten av systematiska fel minskas till viss del och kan minimeras genom att rutinmässigt kalibrera utrustningen, till exempel genom att inkludera kontroller i experiment, föra instrumenten till den driftstemperatur vid vilken den utfördes. innan du gör avläsningar eller genom att jämföra mätningar med standarder.
Även om slumpmässiga fel kan minimeras genom att öka antalet bestämningar och medelvärdesberäkning av resultaten, kommer det alltid att finnas mätosäkerhet i samband med parameterns eller mätprocedurens inneboende variabilitet . Vid systematiska fel är det bästa sättet att minimera dem att bekanta sig med instrumentens begränsningar, ha erfarenhet av deras korrekta användning och upprätta mätprocedurer och strikt följa dem.
Fontän
David A. Freedman. Statistiska modeller: teori och praktik . Cambridge University Press, 2005.
