P2 Chyby a nejistoty měření

Podobné dokumenty
Dynamická pevnost a životnost Statistika

EKONOMETRIE 8. přednáška Klasický lineární regresní model

Doba rozběhu asynchronního motoru.

IV. NEJISTOTY MENÍ A ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDK

p 1 n zp p p ,5 z 2,5 1 x x 21 p p ,5 z 7,5 1 x x 24 Obecný vzorec pro výpočet kvantilů sudé n:

17 t. Analytická geometrie přímky rovnice přímky, vzájemná poloha přímek, odchylka přímek, průsečík přímek, vzdálenost přímky od roviny

3. Hodnocení přesnosti měření a vytyčování. Odchylky a tolerance ve výstavbě.

Pevnost a životnost - Hru III 1. PEVNOST a ŽIVOTNOST. Hru III. Milan Růžička, Josef Jurenka, Zbyněk Hrubý.

III. Mezinárodní konference STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE PLZEŇ

Konec srandy!!! Mocniny s přirozeným mocnitelem. Předpoklady: základní početní operace

Měřící technika - MT úvod

KABELY. Pro drátové okruhy (za drát se považuje i světlovodné vlákno): metalické kabely optické kabely

Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

Národní informační středisko pro podporu jakosti

6 Intervalové odhady. spočteme aritmetický průměr, pak tyto průměry se budou chovat jako by pocházely z normálního. nekonečna.

P2: Statistické zpracování dat

( ) Výpočty odchylek. Předpoklady: 7406

Přehled vztahů k problematice spoření, důchody, anuitní splácení úvěru

z možností, jak tuto veličinu charakterizovat, je určit součet

Základní princip regulace U v ES si ukážeme na definici statických charakteristik zátěže

Pravděpodobnost a statistika - absolutní minumum

4.6.6 Složený sériový RLC obvod střídavého proudu

veličiny má stejný řád jako je řád poslední číslice nejistoty. Nejistotu píšeme obvykle jenom jednou

2.8.9 Parametrické rovnice a nerovnice s absolutní hodnotou

Deskriptivní statistika 1

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Laboratorní práce č. 3: Měření indukčnosti cívky pomocí střídavého proudu

ZÁKLADNÍ STATISTICKÉ VÝPOČTY (S VYUŽITÍM EXCELU)

1. Základy počtu pravděpodobnosti:

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

1. Základy měření neelektrických veličin

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

2. ELEKTRICKÉ OBVODY STEJNOSMĚRNÉHO PROUDU

Dynamická pevnost a životnost Statistika

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Sériově a paralelně řazené rezistory. Tematický celek: Elektrický proud. Úkol:

Přednášky část 7 Statistické metody vyhodnocování dat

( ) Kreslení grafů funkcí metodou dělení definičního oboru I. Předpoklady: 2401, 2208

Geometrická posloupnost a její užití, pravidelný růst a pokles, nekonečná geometrická řada. 1 n. r s. [ a)22 ; b)31,5 ; c)-50 ; d)0 ; e)

INSTITUT FYZIKY. Měření voltampérové charakteristiky polovodičové diody

1. Kruh, kružnice. Mezi poloměrem a průměrem kružnice platí vztah : d = 2. r. Zapíšeme k ( S ; r ) Čteme kružnice k je určena středem S a poloměrem r.

Úvod do zpracování měření

V. Normální rozdělení

4.5.9 Vznik střídavého proudu

Český metrologický institut

Odhad parametru p binomického rozdělení a test hypotézy o tomto parametru. Test hypotézy o parametru p binomického rozdělení

17. Statistické hypotézy parametrické testy

5.1. Posloupnosti. Posloupnost je funkce, jejímž definičním oborem je množina všech přirozených čísel.

STATISTIKA. Statistika se těší pochybnému vyznamenání tím, že je nejvíce nepochopeným vědním oborem. H. Levinson

1 POPISNÁ STATISTIKA V PROGRAMU MS EXCEL

Přehled trhu snímačů teploty do průmyslového prostředí

Popisná statistika. Zdeněk Janák 9. prosince 2007

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

UŽITÍ DERIVACÍ, PRŮBĚH FUNKCE

Mezní stavy konstrukcí a jejich porušov. Hru IV. Milan RůžR. zbynek.hruby.

10.3 GEOMERTICKÝ PRŮMĚR

ij m, velikosti n je tvořen (n m) rozměr-ným polem dat x x x 22 x n1 ... x n2 7.1 Druhy korelačních koeficientů

3. Nejistoty měření Základní principy a zásady

Náhodný výběr 1. Náhodný výběr

12. N á h o d n ý v ý b ě r

Cvičení 6.: Bodové a intervalové odhady střední hodnoty, rozptylu a koeficientu korelace, test hypotézy o střední hodnotě při známém rozptylu

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Kvadratické rovnice pro učební obory

odhady parametrů. Jednostranné a oboustranné odhady. Intervalový odhad střední hodnoty, rozptylu, relativní četnosti.

Intervalové odhady parametrů

Statistika. Statistické funkce v tabulkových kalkulátorech MSO Excel a OO.o Calc

ELEKTROTECHNICKÁ MĚŘENÍ PRACOVNÍ SEŠIT 2-3

PŘÍKLAD NA PRŮMĚRNÝ INDEX ŘETĚZOVÝ NEBOLI GEOMETRICKÝ PRŮMĚR

E-ZAK. metody hodnocení nabídek. verze dokumentu: QCM, s.r.o.


Úkol měření. Použité přístroje a pomůcky. Tabulky a výpočty

Pro statistické šetření si zvolte si statistický soubor např. všichni žáci třídy (několika tříd, školy apod.).

OBRAZOVÁ ANALÝZA POVRCHU POTISKOVANÝCH MATERIÁLŮ A POTIŠTĚNÝCH PLOCH

VY_52_INOVACE_2NOV37. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8. a 9.

10 Měření parametrů vzduchové cívky

Úloha II.S... odhadnutelná

Lokální a globální extrémy funkcí jedné reálné proměnné

= musíme dát pozor na: jmenovatel 2a, zda je a = 0 výraz pod odmocninou, zda je > 0, < 0, = 0 (pak je jediný kořen)

Pravděpodobnostní model doby setrvání ministra školství ve funkci

Téma 10: Podnikový zisk a dividendová politika

Použití: Sled fází Přístroj indikuje sled fází a dále chybové stavy (např. nepřítomnost některého fázového napětí).

Matice. nazýváme m.n reálných čísel a. , sestavených do m řádků a n sloupců ve tvaru... a1

Přepočet přes jednotku - podruhé II

Nejistoty měření. Aritmetický průměr. Odhad směrodatné odchylky výběrového průměru = nejistota typu A

2 EXPLORATORNÍ ANALÝZA

Nerovnice s absolutní hodnotou

FCP 320/FCH 320 Konvenční automatické hlásiče požáru

STEREOMETRIE. Vzdálenost bodu od přímky. Mgr. Jakub Němec. VY_32_INOVACE_M3r0113

Odhady parametrů polohy a rozptýlení pro často se vyskytující rozdělení dat v laboratoři se vyčíslují podle následujících vztahů:

FINANČNÍ MATEMATIKA. Jarmila Radová KBP VŠE Praha

Seznámíte se s pojmem Riemannova integrálu funkce jedné proměnné a geometrickým významem tohoto integrálu.

2. PŘESNOST MĚŘENÍ A1B38EMA P2 1

HODNOCENÍ PŘÍSTROJŮ PRO MĚŘENÍ JAKOSTI ZIMNÍCH KAPALIN DO OSTŘIKOVAČŮ V PROVOZU

1. Základy měření neelektrických veličin

Cvičení 6.: Výpočet střední hodnoty a rozptylu, bodové a intervalové odhady střední hodnoty a rozptylu

VYSOCE PŘESNÉ METODY OBRÁBĚNÍ

Zhodnocení přesnosti měření

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Transkript:

P. Chyby měřeí P Žádým měřeí ezískáme správo hodot měřeé veličiy, protože každé měřeí je zatížeo chybo. Chyba charakterizje přesost měřeí. Aalýza chyb je základí podmíko zvyšováí přesosti měřeí. Výsledek měřeí je eúplý, pokd eobsahje možý rozsah chyb, tzv. erčitost měřeí. Chyba měřeí (error of measremet) je odchylka měřeé hodoty měřeé veličiy od správé hodoty měřeé veličiy. Jejími sočástmi jso velikost a zaméko. P.. Rozděleí chyb podle matematického vyjádřeí Absoltí chyba měřeé veličiy je ( ) M [P.] Kde M je aměřeá hodota a je správá (kovečě správá) hodota měřeé veličiy. Absoltí chyba se vyjadřje v jedotkách měřeé veličiy. Relativí chyba je bezrozměré číslo ebo je vyjadřováa v procetech ebo v p.p.m. (parts per millio). ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] *00 *0 6 [%] [ ppm] [P.a] [P.b] [P.c] P.. Rozděleí chyb podle výskyt ystematická chyba při opakovaých měřeích téže veličiy zůstává stálá, ebo se předvídatelým způsobem měí. V případě, že lze tto chyb zjistit pomocí přesějšího měřeí, ebo je-li příčia jejího vzik zámá, lze tto složk chyby odstrait korekcí. [P.3] syst ( ) syst ( ) [P.4] syst ( ) *00 [%] je tzv. výběrový průměr z N N opakovaých měřeí i : i N i [P.5] Příklady systematických chyb: - chyby metody způsobeé záměrým zjedodšeím vztah pro výpočet měřeé veličiy (apř. zaedbáí vliv vitřího odpor a měřeé apětí zdroje s elovým vitřím odporem) - chyba ly (offset) - chyba zesíleí Náhodá chyba při opakovaých měřeích se epředvídatelě měí. Neí možo ji odstrait korekcí. Jediý způsob zpracováí těchto chyb je zvýšit počet měřeí (mi. 0) a výsledky zpracovat statistickými metodami. Získáme tak středí hodot opakovaých měřeí a jejich rozptyl. Rozptyl se většio charakterizje tzv. směrodato odchylko VOŠ a PŠ Varsdorf - - Vypracoval: c. David Frka

Příklady áhodých chyb: - šmy - ezámé změy podmíek měřeí (teplota, vlhkost, tlak, elmag.pole ) - zaokrohlováí výsledk měřeí P.. Chyba (erčitost) výsledk přímého měřeí U přímých měřeí se výsledek získá z údaje jediého přístroje, erčitost tohoto měřeí je tedy dáa chybo tohoto přístroje. Chyba aalogového měřicího přístroje Přesost aalogového měřicího přístroje charakterizje třída přesosti, což je procetelí chyba a koci stpice přístroje. Je to číslo z řady 0,05-0, - 0,5 - -,5 -,5-5. Absoltí chyba se vypočte: TP [P.6] MR 00 Procetí chyba: m * 00 [P.7] kde MR je měřicí rozsah, m je aměřeá hodota měřeé veličiy a TP je třída přesosti. Procetí chyb lze také spočítat přímo z TP: MR TP * [P.8] Chyby číslicového měřicího přístroje Je zde možost dvojího vyjádřeí chyby přístroje: a) chybo v procetech z ± a chybo v procetech rozsah ±. celková absoltí chyba je pak dáa vztahem V + MR 00 00 [P.9] kde je aměřeá hodota a MR je měřicí rozsah. + MR chyba pak Relativí (procetí) [P.0] b) chybo v procetech z ± a počtem kvatizačích kroků ±N při výpočt chyby je to zjistit hodot jedoho kvatizačího krok (tzv. digit posledí místo a displayi) v jedotkách měřeé veličiy (rozlišeí přístroje). [P.] V 00 + N*hodota kvat.krok P..3 Nerčitost výsledk epřímých měřeí Abychom se vyhli složitějším vyjadřováí výsledé erčitosti pomocí parciálích derivací, lze pro rčeí výsledých erčitostí požít ěkolik jedodchých pravidel. Je-li měřeá veličia Y dáa fkcí [P.] Y f,,..., ) ( VOŠ a PŠ Varsdorf - - Vypracoval: c. David Frka

Výsledá erčitost jedodšších výrazů může být alezea bez difereciálího počt aplikací těchto pravidel. Je přitom to podle potřeby přecházet od relativích chyb k absoltím a aopak. Jde o tyto pravidla: Tablka P.: Početí vztahy pro erčitost epřímých měřeí Tyto vztahy lze matematicko idkcí rozšířit a větší počet operadů. Příklad: Měřeý výko rezistor je rče z efektiví hodoty apětí a tomto rezistor změřeé střídavým aalogovým voltmetrem s TP a MR4 V. Naměřeá hodota je 8 V. Jmeovitá hodota odpor rezistor je 0 kω a jeho tolerace je 5 %. počítejte erčitost měřeí výko. Pomocí tablky P. rčíme vztah pro relativí erčitost měřeí výko. Výko je dá vztahem P U R Nerčitost je pak a základě tablky P.: P U + R 4 Pomocí [P.8] lze zjistit U *,33% 8 Chyba výko je pak,66% + 5% 7,66% P Operace Odpovídající erčitost Y + (Y) () + () Y - (Y) () + () Y * (Y) () + () Y / (Y) () + () P. Nejistoty měřeí P.. Obecá část Podle doporčeí zasedáí CIPM v letech 98 a 986 se jako kvatitativí kazatel přesosti měřeí začíají vedle žívaých chyb požívat též tzv. ejistoty. U ěkterých měřeí se des požívají výhradě údaje o ejistotách, je tedy třeba porozmět pojm ejistota měřeí, dále jejím výpočt a příbzostem s údaji o chybách měřeí. Nejistoto měřeí se rozmí přidržeý parametr charakterizjící rozptýleí hodot, které lze pokládat za hodot veličiy, která je objektem měřeí. Základí charakteristiko ejistoty je stadardí ejistota (ozačeí certaity). Je to směrodatá odchylka veličiy, pro iž je ejistota dáváa. tadardí ejistota se podle způsob svého vyhodocováí dělí a: stadardí ejistoty typ A ( A ) - staoveé z výsledků opakovaých měřeí (statistická aalýza), stadardí ejistoty typ ( ) získaé jiými způsoby. Nejistoty typ A: - příčiy se považjí za ezámé; - hodoty s rostocím počtem pozorováí klesají. Nejistoty typ : - vyhodocjí se pro příčiy, které se podařilo idetifikovat; - hodoty a počt pozorováí ezávisí. tadardí ejistoty typ pocházející z růzých zdrojů se slčjí do výsledé stadardí ejistoty typ. ločeím stadardí ejistoty typ A s výsledo stadardí ejistoto typ se získá tzv. kombiovaá stadardí ejistota. Rozšířeá ejistota je k-ásobek kombiovaé stadardí ejistoty (k je koeficiet rozšířeí <,3> msí se vádět spol s údajem o rozšířeé ejistotě). P.. Určováí stadardích ejistot přímých měřeí VOŠ a PŠ Varsdorf - 3 - Vypracoval: c. David Frka

tadardí ejistota typ A: A ~σ ( ) ( i ( ) i i N je počet měřeí (stadardí ejistot typ A rčjeme pro alespoň 0. i ) [P.3] [P.4] tadardí ejistota typ : - vytipjí se možé zdroje těchto ejistot, kterými jso apř. všechy ovlivňjící veličiy, - pro každý z těchto zdrojů se odhade iterval <-; >, což je iterval absoltích odchylek (odpovídá absoltí chybě ) ebo relativí chyba - spočítá se geometrický sočet dílčích relativích chyb - geometrický sočet se vydělí číslem 3. Kombiovaá stadardí ejistota: - spočítá se geometrickým sočtem stadardích ejistot typ A a C ( ) A ( ) + ( ) [P.5] Kombiovaá rozšířeá ejistota CR : - pro zvýšeí pravděpodobosti výskyt sktečé hodoty v iterval tolerace se stadardí ejistota rozšiřje tzv. koeficietem rozšířeí k. Pokd má k hodot (ejčastěji), můžeme zpravidla (při rovoměrém rozložeí) očekávat, že iterval <Nk C ;N+k C >, kde N je aměřeá hodota, pokrývá sktečo hodot měřeé veličiy s pravděpodobostí 95 %. Pro k3 je pravděpodobost již 99,8 %. - Je-li výsledek vybave iformací o rozšířeé ejistotě, msí být vedea hodota koeficiet rozšířeí. P..3 Příklad a počítáí ejistot aalogový měřicí přístroj Aalogový voltmetr s třído přesosti (TP),5 aměřil a rozsah 30 V apětí 8, V. Při opakovaých měřeích se aměřeá hodota pohybovala vždy okolo 8, V. Nejistota typ A se tedy emsí zjišťovat. Jediým zdrojem ejistoty typ je zde TP. Z í rčíme iterval <-U, +U >. TP * Rozsah,5*30 U 0, 45 V 00 00 Údaje přístroje jso v pásm rčeém TP rozložey rovoměrě. tadardí ejistota měřeého apětí je dáa vztahem TP * Rozsah,5*30 ) 0, 6 V 00* 3 00* 3 Vyjádříme-li výsledek pomocí rozšířeé ejistoty s koeficietem rozšířeí k r, bde výsledek vypadat takto: U 8, V ± 0,5 V pro k r (výsledek bychom také mohli vyjádřit s ejistoto s procetím tvar) P..4 Příklad a počítáí ejistot digitálí měřicí přístroj Digitálí voltmetr aměřil a rozsah 00 V a 3 a ½ místém display hodot apětí 37, V. Při opakovaých měřeích jsme dospěli ke stejé hodotě. Z maál k voltmetr jsme vyčetli, že chyba voltmetr je %rdg + 3dgt. Nejistota typ A se zde emsí počítat. Nejistota typ je dáa chybo voltmetr. VOŠ a PŠ Varsdorf - 4 - Vypracoval: c. David Frka

* Naměřeá hodota *37, U + 3* rozlišeí přístroje + 3*0,,744 + 0,3 3, 044 V 00 00 tadardí ejistota typ pak bde: U 3,044 ), 757 V 3 3 Výsledek vybaveý iformací o ejistotě (s k r ) pak bde vypadat takto: U 37, V ± 3,5 V pro k r P..5 Vyjadřováí ejistot epřímých měřeí Zjišťjeme ejprve dílčí ejistoty podílející se a celkové ejistotě typ měřeí. Tyto dílčí ejistoty v procetálím vyjádřeí sčítáme geometricky. Měříme-li stejosměrý výko epřímo metodo ampérmetrem a voltmetrem, ejistot měřeí prod a apětí v proc.tvar sečteme geometricky: + ( P ) ) ( I ) VOŠ a PŠ Varsdorf - 5 - Vypracoval: c. David Frka