Neurketa Menperatzea: Errore Absolutu, Erlatiboa eta Eskala Osoko (%FS) Errorearen Gida Osoa

Begiratu al diozu inoiz zehaztapen-orriari?apresioatransmisore,afluxuametro, edoatenperatura sentsoreaeta"Zehaztasuna: ±% 0,5 FS" bezalako lerro-elementu bat ikusi al duzu? Zehaztapen arrunta da, baina zer esan nahi du benetan biltzen ari zaren datuentzat? Irakurketa bakoitza benetako balioaren % 0,5ean dagoela esan nahi al du? Ikus daitekeen bezala, erantzuna zertxobait konplexuagoa da, eta konplexutasun hori ulertzea ezinbestekoa da ingeniaritzan, fabrikazioan eta neurketa zientifikoan parte hartzen duen edonorentzat.

Errorea mundu fisikoaren zati saihestezina da. Ez dago tresna perfekturik. Gakoa errorearen izaera ulertzea, kuantifikatzea eta zure aplikazio espezifikorako onargarriak diren mugak betetzen dituela ziurtatzea da. Gida honek oinarrizko kontzeptuak argituko ditu.ofneurketaerroreaOinarrizko definizioekin hasten da eta gero adibide praktikoetara eta gai garrantzitsuetara zabaltzen da, zehaztapenak irakurtzen dituen norbait izatetik benetan ulertzen dituen norbait izatera eraldatuz.

 

Zer da neurketa-errorea?

Bere bihotzean,neurketa-errorea neurtutako kantitate baten eta bere benetako balioaren arteko aldea daPentsa ezazu zure tresnak ikusten duen munduaren eta benetan den munduaren arteko hutsune gisa.

Errorea = Neurtutako Balioa – Benetako Balioa.

«Benetako Balioa» kontzeptu teorikoa da. Praktikan, benetako balio absolutua ezin da inoiz ziurtasun osoz jakin. Horren ordez, benetako balio konbentzional bat erabiltzen da. Neurketa-estandar edo erreferentzia-tresna batek emandako balioa da, probatzen ari den gailua baino askoz zehatzagoa (normalean 4 eta 10 aldiz zehatzagoa). Adibidez, kalibratzean...eskuz eskupresioaneurgailu, “benetako balio konbentzionala” zehaztasun handiko batetik lortuko litzateke,laborategiko mailakopresioakalibratzaile.

Ekuazio sinple hau ulertzea lehen urratsa da, baina ez du istorio osoa kontatzen. Milimetro 1eko errorea hutsala da 100 metroko hodi baten luzera neurtzerakoan, baina akats katastrofikoa da motor baterako pistoi bat mekanizatzerakoan. Ikuspegi osoa lortzeko, errore hau modu esanguratsuagoetan adierazi behar dugu. Hemen sartzen dira jokoan errore absolutuak, erlatiboak eta erreferentziazkoak.

Hiru neurketa-errore ohikoenen bilketa

Neurketa-errorea kuantifikatzeko eta komunikatzeko hiru modu nagusiak aztertuko ditugu.

1. Errore absolutua: desbideratze gordina

Errore absolutua errore motarik sinpleena eta zuzenena da. Jatorrizko dokumentuan definitzen den bezala, neurketaren eta benetako balioaren arteko zuzeneko aldea da, neurketaren beraren unitateetan adierazita.

Formula:

Adibidea:

Hodi bateko emaria neurtzen ari zaraegiaemari-tasaof50 m³/h, etazureemari-neurgailuairakurtzen50,5 m³/h, beraz, errore absolutua 50,5 – 50 = +0,5 m³/h da.

Orain, imajinatu beste prozesu bat neurtzen ari zarela 500 m³/h-ko benetako emariarekin, eta zure emari-neurgailuak 500,5 m³/h-ko irakurketa egiten duela. Errore absolutua oraindik +0,5 m³/h da.

Noiz da erabilgarria? Errore absolutua ezinbestekoa da kalibrazioan eta probetan. Kalibrazio-ziurtagiri batek askotan zerrendatzen ditu desbideratze absolutuak hainbat proba-puntutan. Hala ere, adibideak erakusten duen bezala, testuingururik ez du. +0,5 m³/h-ko errore absolutua askoz ere esanguratsuagoa iruditzen da emari txikiagorako handiagoarentzat baino. Garrantzi hori ulertzeko, errore erlatiboa behar dugu.

2. Errorea erlatiboa: testuinguruko errorea

Errore erlatiboak errore absolutuak falta duen testuingurua ematen du. Errorea neurtzen ari den benetako balioaren zatiki edo ehuneko gisa adierazten du. Horrek errorea neurketaren magnitudearekiko zenbaterainokoa den adierazten du.

Formula:

Adibidea:

Berriro azter dezagun gure adibidea:

50 m³/h-ko emariari dagokionez: Errore erlatiboa = (0,5 m³/h / 50 m³/h) × % 100 = % 1

500 m³/h-ko emariari dagokionez: Errore erlatiboa = (0,5 m³/h / 500 m³/h) × % 100 = % 0,1

Bat-batean, aldea askoz argiagoa da. Bi egoeretan errore absolutua berdina izan arren, errore erlatiboak erakusten du neurketa hamar aldiz zehaztasun gutxiagokoa izan zela emari txikiagoan.

Zergatik da garrantzitsua hau? Errore erlatiboa askoz ere adierazle hobea da tresna baten errendimenduaren funtzionamendu-puntu jakin batean. "Zenbaterainokoa da neurketa hau orain?" galderari erantzuten laguntzen du. Hala ere, tresna-fabrikatzaileek ezin dute errore erlatibo bat zerrendatu neurtu dezakezun balio posible guztietarako. Metrika bakarra eta fidagarria behar dute beren gailuaren errendimendua bere funtzionamendu-gaitasun osoan bermatzeko. Hori da erreferentzia-errorearen lana.

3. Erreferentziazko errorea (%FS): Industriako estandarra

Hau da datu-orrietan gehien ikusten duzun zehaztapena: ehuneko gisa adierazitako zehaztasunaofBeteaEskala (%FS), erreferentzia-errore edo tarte-errore gisa ere ezagutzen da. Errore absolutua uneko neurtutako balioarekin alderatu beharrean, tresnaren tarte (edo tarte) osoarekin alderatzen du.

Formula:

Neurketa-eremua (edo tartea) tresnak neurtzeko diseinatutako balio maximoaren eta minimoaren arteko aldea da.

Adibide Garrantzitsua: %FS Ulertzea

Imajina dezagun erosten duzulaapresio-transmisore-rekinhonako zehaztapen hauek:

• Tartea: 0tik 200 barera

• Zehaztasuna: ±0,5% FS

1. urratsa: Kalkulatu gehienezko errore absolutua.

Lehenik, ehuneko horri dagokion errore absolutua aurkitzen dugu: errore absolutu maximoa = % 0,5 × (200 bar – 0 bar) = 0,005 × 200 bar = ±1 bar.

Kalkulu garrantzitsuena da hau, eta neurtzen ari garen presioa edozein dela ere, tresna honen irakurketa benetako baliotik ±1 bar-en barruan egongo dela bermatzen diguna.

2. urratsa: Ikusi nola eragiten duen honek zehaztasun erlatiboan.

Orain, ikus dezagun zer esan nahi duen ±1 barra-errore honek tarteko puntu desberdinetan:

• 100 bar-eko presioa neurtzea (tartearen % 50a): Irakurketa 99 eta 101 bar artekoa izan daiteke. Puntu honetako errore erlatiboa (1 bar / 100 bar) × % 100 = ± % 1 da.

• 20 bar-eko presioa neurtzea (tartearen % 10a): Irakurketa 19 eta 21 bar artekoa izan daiteke. Puntu honetako errore erlatiboa (1 bar / 20 bar) × % 100 = ± % 5 da.

• 200 bar-eko presioa neurtzea (tartearen % 100): Irakurketa 199 eta 201 bar artekoa izan daiteke. Puntu honetako errore erlatiboa (1 bar / 200 bar) × % 100 = ± % 0,5 da.

Honek instrumentazioen printzipio kritiko bat agerian uzten du: tresna baten zehaztasun erlatiboa onena bere tartearen goialdean dela eta okerrena behealdean.

Ondorio praktikoa: Nola aukeratu tresna egokia?

%FS eta errore erlatiboaren arteko erlazioak eragin handia du tresnaren aukeraketan.Erreferentzia-errorea zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da tresnaren zehaztasun orokorraHala ere, neurketaren zehaztasuna hobetu dezakezu zure aplikaziorako tarte egokia aukeratuz.

Neurketaren tamaina zehazteko urrezko araua da zure ohiko funtzionamendu-balioak eskala osoko tartearen goiko erdian (idealki, goiko bi herenean) dauden tresna bat hautatzea. Ikus dezagun adibide bat:

Imajinatu zure prozesua normalean 70 bar-eko presioan funtzionatzen duela, baina 90 bar-erainoko gailurrak izan ditzakeela. Kontuan hartzen ari zarabitransmisoreak, biak ±% 0,5eko FS zehaztasunarekin:

• A transmisorea: 0-500 bar-ko tartea

• B transmisorea: 0-100 bar-ko tartea

Kalkula dezagun 70 bar-eko ohiko funtzionamendu-punturako errore potentziala:

A transmisorea (0-500 bar):

• Gehienezko errore absolutua = % 0,5 × 500 bar = ± 2,5 bar.

• 70 bar-etan, zure irakurketa 2,5 bar-eko desbideratzea izan liteke. Zure benetako errore erlatiboa (2,5 / 70) × % 100 ≈ ± % 3,57 da. Errore esanguratsua da hau!

B transmisorea (0-100 bar):

• Gehienezko errore absolutua = % 0,5 × 100 bar = ± 0,5 bar.

• 70 bar-etan, zure irakurketa 0,5 bar-eko desbideratzea baino ez da izan daiteke. Zure benetako errore erlatiboa (0,5 / 70) × % 100 ≈ ± % 0,71 da.

Zure aplikaziorako "konprimitutako" tarte egokia duen tresna aukeratuz, zure benetako neurketaren zehaztasuna bost aldiz hobetu duzu, nahiz eta bi tresnek "%FS" zehaztasun balorazio bera izan beren datu-orrietan.

Zehaztasuna vs. Doitasuna: Bereizketa kritikoa

Neurketa guztiz menperatzeko, beste kontzeptu bat ezinbestekoa da: zehaztasunaren eta doitasunaren arteko aldea. Jendeak askotan termino hauek modu trukagarrian erabiltzen ditu, baina zientzian eta ingeniaritzan, oso gauza desberdinak esan nahi dituzte.

Zehaztasunaisnolaneurketa bat benetako baliotik hurbil dagoErrore absolutu eta erlatiboari dagokio. Tresna zehatz batek, batez beste, irakurketa zuzena ematen du.

Zehaztasunaisnolagauza beraren hainbat neurri elkarrengandik hurbil daudeNeurketa baten errepikagarritasunari edo koherentziari egiten dio erreferentzia. Tresna zehatz batek ia irakurketa bera ematen dizu beti, baina irakurketa hori ez da zertan zuzena izan.

Hona hemen helburuaren analogia:

• Zehatza eta zehatza: Zure jaurtiketa guztiak diana-ikuspegiaren erdian bilduta daude. Hau da aproposa.

• Zehatza baina zehaztugabea: Tiro guztiak elkarrekin estututa daude, baina helburuaren goiko ezkerreko izkinan daude, dianatik urrun. Honek errore sistematiko bat adierazten du, hala nola fusil bateko mira deslerrokatua edo sentsore gaizki kalibratua. Tresna errepikagarria da, baina etengabe oker dago.

• Zehatza baina zehaztugabea: Zure jaurtiketak helburu osoan sakabanatuta daude, baina haien batez besteko posizioa diana-ikuspegiaren erdigunea da. Honek ausazko errore bat adierazten du, non neurketa bakoitza modu ezustekoan aldatzen den.

• Ez zehatza ez zehatza: Tiroak ausaz sakabanatuta daude helburu osoan, koherentziarik gabe.

% 0,5eko FS zehaztapena duen tresna batek bere zehaztasuna aldarrikatzen du, baina zehaztasuna (edo errepikagarritasuna) askotan lerro bereizi gisa zerrendatzen da datu-orrian eta normalean bere zehaztasuna baino zenbaki txikiagoa (hobea) da.

Ondorioa

Akatsen ñabardurak ulertzea da ingeniari ona eta bikaina bereizten duena.

Laburbilduz, neurketa-errorea menderatzeak oinarrizko kontzeptuetatik aplikazio praktikora igarotzea eskatzen du. Errore absolutuak desbideratze gordina ematen du, errore erlatiboak uneko neurketaren testuinguruan kokatzen du, eta erreferentzia-erroreak (%FS) tresna baten errore maximoaren berme estandarizatua eskaintzen du bere tarte osoan. Ondorio nagusia da tresna baten zehaztasun zehaztua eta bere benetako errendimendua ez direla berdinak.

%FS errore finko batek eskala osoan zehar zehaztasun erlatiboan nola eragiten duen ulertuz, ingeniariek eta teknikariek erabaki informatuak har ditzakete. Aplikaziorako tarte egokia duen tresna bat hautatzea bezain garrantzitsua da bere zehaztasun balorazioa, bildutako datuak errealitatearen isla fidagarria direla ziurtatuz.

Hurrengoan datu-orri bat berrikusten duzunean eta zehaztasun-balorazioa ikusten duzunean, zehatz-mehatz jakingo duzu zer esan nahi duen. Gehienezko errore potentziala kalkula dezakezu, errore horrek zure prozesuan nola eragingo duen ulertu funtzionamendu-puntu desberdinetan, eta erabaki informatua hartu, biltzen dituzun datuak pantaila bateko zenbakiak ez ezik, errealitatearen isla fidagarria direla ziurtatzeko.

Jarri harremanetan gure neurketa-adituekin