اندازه گیری و کالیبراسیون

توزیع نرمال دارای دو مشخصه می باشد : میانگین و انحراف استاندارد

   مقدار میانگین عبارت از معدل ریاضی مقادیر اندازه گیری شده است . انحراف استاندارد (که با سیگما کوچک نشان میدهند) نشان دهنده پراکندگی مقادیر اندازه گیری شده یا دقت (Precision) آنها میباشد. نزدیک بودن مقدار میانگین به مقدار واقعی، به صحت اندازه گیری مربوط می گردد و مقدار سیگما نشان دهنده تکرار پذیری سیستم اندازه گیری است . بنابراین هر چه سیگما کوچکتر باشد ، سیستم اندازه گیری دارای تکرار پذیری بیشتری است. و از این موضوع می توان این نتیجه را گرفت که تکرار پذیری دلیلی برای صحت نیست و بلعکس.

   در مورد تکرار پذیری عنوان این نکته حائز اهمیت است که یک تکرار پذیری معتبر بایستی دارای ویژگی های زیر باشد : همان روش ، همان شخص ، همان دستگاه ، همان شرایط محیطی و تکرار در فاصله زمانی کوتاه

   تا اینجای بحث یا مفاهیمی از قبیل کالیبراسیون ، صحت ، دقت و ... آشنا شدید حال قصد دارم دو مفهوم دیگر را معرفی نمایم :

دامنه ، گستره (Range): حوزه قابل اندازه گیری توسط یک وسیله اندازه گیری .

محدوده (Span) : اختلاف جبری میان حد بالایی و پایینی اندازه گیری یک وسیله اندازه گیری .مثلا آمپر متری که دارای دامنه 20 میلی آمپر تا 50 میلی آمپر است دارای محدوده 30 میلی آمپر می باشد.

   با توجه به وسعت باور نکردنی این بحث بنده تنها قادرم قسمتهایی از این بحث را در وبلاگ، زیر پوشش قرار دهم و چه بسا حوصله دوستان از چندین قسمتی شدن این مقاله سر ریز شود. به همین منظور بحث را با یکی از مهمترین پارامترهای اندازه گیری تحت عنوان خطا پایان می بخشم .

بیراهی (ERROR) :  عبارتست از اختلاف بین مقدار نشان داده شده و مقدار واقعی از یک کمیت اندازه گیری شده . به طور کلی خطاها به دو گونه طبقه بندی شده اند: خطاهای تصادفی و خطاهای سیستماتیکی .

   خطاهای تصادفی آنهایی هستند که طبیعتاً اتفاقی بروز می کنند . آنها آنچنان متغیرند که امکان پیش بینی شان از طریق شناخت جزئیات کار و بکارگیری دستگاه اندازه گیری مشخص نمیباشد . منابع خطا مثل برگشت ناپذیری (Hysteresis) و عوامل نفوذی محیطی با تغیرات در قطعه مورد آزمایش نمونه هایی هستند که به طور کامل در رده بندی خطاهای تصادفی قرار نمیگیرند.

   خطاهای سیستماتیک یا ثابت آنهایی هستند که بطور معمولی بوسیله تکرار عملیات اندازه گیری آشکار نمیشوند . بیراهی در نتیجه کالیبراسیون اشتباه یک دستگاه استاندارد محلی و یا نقص فنی داخلی سیستم اندازه گیری عملی عادی است . بسیار مهم است که از کلیه منابع خطا در یک سیستم اندازه گیری آگاهی داشته باشیم تا اینکه فقط جزئیات رده بندی آنها را بدانیم. طبقه بندی و تجزیه و تحلیل در علل بروز بیراهی جهت نیل به دقت مورد نظر بسیار سودمند می باشد .

محاسبه خطا : در یک اندازه گیری معمولاً یک استاندارد و یک مقدار مجهول وجود دارد به گونه ای که این مقدار مجهول را نسبت به استاندارد بدست می آوریم . در صورتیکه مقایسه یک به یک باشد و خطای دیگری مرتکب نشویم عین خطای استاندارد بوسیله مجهول انتقال می یابد . فرضاً اگر استاندارد مورد نظر دارای یک درصد خطا باشد همین مقدار یک درصد به وسیله مجهول منتقل خواهد شد و نهایتاً مجهول ما با یک درصد خطا کالیبره می گردد. اختلاف بین مقدار اندازه گیری شده و مقدار واقعی را خطای مطلق نامگذاری نموده اند و همچنین برای خطای نسبی چنین تعریفی شده است : مقدار خطایی را که به طور متوسط برای اندازه گیری هر واحد کمیت اندازه گرفته میشود . با توجه یه این تعریف می توان نتیجه گرفت که با نزدیک شدن به انتهای رنج خطا افزایش می یابد و به همین علت است که در اندازه گیری توسط ابزار آنالوگ بایستی سعی نماییم عقربه در وسط محدوده قرار بگیرد (انتخاب رنج مناسب).

   امیدوارم با توجه به این سلسله مقالات بتوانید دقت بیشتری در اندازه گیری های خود داشته باشید (به خاطر داشته باشید که ما در طول روز به فراخور نقش اجتماعی و شغلی خود در حال اندازه گیری و مقایسه هستیم و درست انجام دادن این امر در کیفیت زندگی ما نیز تاثیر گذار خواهد بود .) و همچنین در خرید دستگاه خود دقت بیشتری به خرج دهید و بدانید که برای چه چیزی پول پرداخت می کنید ، پس با دقت میزان دقت و صحت دستگاه های مختلف را مقایسه نمایید. بنده بسیار دیده ام (بخصوص در تولیدات چینی) که دقت بالایی ارائه شده در حالیکه صحت پایین بوده و عملا باعث می شود دستگاه دارای دقت کمی باشد (در دام تبلیغات نیفتید).

پایان

با تشکر از جناب آقای مهندس کورش معین