Tikslumas, glaudumas ir matavimo neapibrėžtis

Artumas tarpusavyje ir artumas atskaitos vertei – ne tas pats

Įsivaizduokite mokomąjį pavyzdį su gerai apibūdinta 100.0 vienetų atskaitos verte, kurios neapibrėžties šiame palyginime galima nepaisyti. Trys prietaiso rodmenys yra 105.0, 105.1 ir 104.9. Jie artimi vienas kitam, tačiau visi yra maždaug 5 vienetų didesni už atskaitos vertę. Antrojo rinkinio rodmenys – 99.0, 100.0 ir 101.0 – yra labiau išsibarstę, tačiau susitelkę aplink atskaitos vertei artimą vertę. Šie sugalvoti rinkiniai atsako į skirtingus klausimus.

Tikslumas nusako artumą tikrajai arba priimtai atskaitos vertei konkrečiame matavimo kontekste. Tai kokybinė sąvoka. Glaudumas nusako pakartotinių matavimų rezultatų sutapimą nurodytomis sąlygomis. Toks rodiklis kaip standartinis nuokrypis leidžia kiekybiškai įvertinti jų sklaidą, tačiau apibūdinimai „tikslus“ ir „glaudus“ nėra lygiaverčiai.

Pastovus poslinkis gali išlikti kartojant matavimus

Atsitiktiniai poveikiai prisideda prie rodmenų svyravimų. Sisteminis poveikis, pavyzdžiui, nepataisytas kalibravimo poslinkis, gali pastumti daugelį rodmenų ta pačia kryptimi. Didesnis rodmenų skaičius gali pagerinti įvertį, kurį veikia atsitiktiniai svyravimai, tačiau kartojant tą patį sisteminę paklaidą turintį metodą ši paklaida savaime nepašalinama.

Pati atskaitos vertė taip pat gali turėti neapibrėžtį, o mėginys ar procedūra gali keistis. Lygindami rezultatus užfiksuokite šias sąlygas. Nepriskirkite kiekvieno netikėto rodmens atsitiktiniams poveikiams ir nelaikykite kiekvieno neatitikimo prietaiso gedimu. Ištirkite matavimo procesą ir išsaugokite pradinius duomenis.

Apibūdinkite rezultato neapibrėžtį

Matavimo neapibrėžtis apibūdina verčių, kurias, remiantis turima informacija, galima pagrįstai priskirti matuojamajam dydžiui, sklaidą. Ji gali apimti kartotinių matavimų svyravimus, kalibravimo informaciją, skiriamąją gebą, mėginio paruošimą ir kitus svarbius poveikius. Ekrano rodmens žingsnis parodo, kaip prietaisas pateikia rodmenį; jis neapibūdina visų neapibrėžties šaltinių.

Pateikiant rezultatą, pavyzdžiui, 12.45 g su 0.04 g išplėstine neapibrėžtimi, reikia nurodyti aprėpties koeficientą arba informaciją apie aprėptį ir taikytą metodą. Intervalas nuo 12.41 iki 12.49 g gaunamas atimant ir pridedant, tačiau jo statistinė interpretacija priklauso nuo šios informacijos. Be jos negalima teigti, kad intervalui taikomas konkretus pasikliovimo lygmuo, ar garantuoti, kad tikroji vertė patenka į šį intervalą.

Vertinkite neapibrėžtį pagal iškeltą klausimą

Du matavimo rezultatai gali skirtis, tačiau tai nebūtinai pagrindžia reikšmingą pačių matuojamųjų dydžių skirtumą. Lyginkite juos atsižvelgdami į jų neapibrėžtis, sąlygas ir bendrus paklaidų šaltinius, jei tokių yra. Vien dviejų nurodytų intervalų persidengimas nėra universalus statistinis kriterijus. Vėlesnėse duomenų analizės pamokose plėtojami tinkami palyginimo metodai.

Pradedančiajam naudingas praktinis įprotis – klausti, kas buvo matuojama, kokia kiekvieno rezultato neapibrėžtis ir kokią išvadą galima pagrįsti turimais duomenimis. Apvalinant turėtų būti išsaugota pateikiamo rezultato prasmė. Papildomi apskaičiuoto vidurkio skaitmenys po kablelio nesuteikia papildomos informacijos apie matavimą.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pabandykite patys

1. Pakartotiniai rodmenys telkiasi apie 105.0, o palyginimui naudojama atskaitos vertė yra 100.0. Ar maža rodmenų sklaida patvirtina tikslumą?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Tai rodo pakartotinių rodmenų sutapimą nurodytomis sąlygomis, o palyginimas su atskaitos verte atskleidžia poslinkį.

2. Ar apskaičiavus daugiau to paties prietaiso, kurio sisteminė paklaida nekoreguota, rodmenų vidurkį, jo poslinkis automatiškai pašalinamas?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Kartojimas gali sumažinti kai kurių atsitiktinių poveikių įtaką vidurkiui, tačiau visiems rodmenims bendrus sisteminius poveikius reikia atskirai įvertinti arba koreguoti.

3. Ekrano rodmuo kinta 0.01 g žingsniais. Ar visa matavimo neapibrėžtis būtinai yra 0.01 g?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Skyra yra vienas iš neapibrėžties sandų. Kalibravimas, pakartojamumas, ėminių ėmimas ir kiti veiksniai taip pat gali būti svarbūs.

4. Rezultatas užrašytas kaip vertė plius arba minus neapibrėžtis. Ar be papildomos informacijos galite daryti išvadą, kad aprėpties tikimybė yra 95%?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Aprėptis priklauso nuo to, kaip neapibrėžtis buvo įvertinta ir pateikta. Paprašykite nurodytos informacijos apie aprėptį.

Ką verta įsidėmėti

• Glaudumas nusako rezultatų tarpusavio sutapimą, o tikslumas – artumą atitinkamai tikrajai arba atskaitos vertei.
• Kartojimas savaime nepašalina sisteminių poveikių.
• Neapibrėžtis apima daugiau nei vien ekrano rodmens skyrą ar pakartotinių matavimų rezultatų sklaidą.
• Kartu su neapibrėžties teiginiu išsaugokite informaciją apie aprėptį ir sąlygas.