จะกำจัดข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบในการทดลองได้อย่างไร?

ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบเรียกอีกอย่างว่าข้อผิดพลาดปกติ
ภายใต้เงื่อนไขการวัดบางอย่าง เมื่อทำการวัดซ้ำในขนาดที่วัดได้เดียวกัน ขนาดและเครื่องหมายของค่าความผิดพลาด (ค่าบวกหรือลบ) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หรือเมื่อเงื่อนไขเปลี่ยนแปลงก็เปลี่ยนแปลงไปตามกฎหมายบางประการ ข้อผิดพลาด; ค่าเฉลี่ยของผลลัพธ์ที่ได้จากการวัดจำนวนอนันต์ในการวัดเดียวกันภายใต้เงื่อนไขซ้ำๆ

สาเหตุของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ

ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบเกิดจากสาเหตุคงที่หรือปัจจัยหรือปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงไปตามกฎเกณฑ์บางประการซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงปัจจัยดังต่อไปนี้:

1. ปัจจัยด้านเครื่องมือและอุปกรณ์
ความเบี่ยงเบนระหว่างผลลัพธ์ที่วัดได้และค่าจริงที่วัดได้เนื่องจากความไม่ถูกต้องของเครื่องมือเอง เช่น การใช้เครื่องมือที่ไม่ได้สอบเทียบหรือสอบเทียบ เครื่องมือวัด ฯลฯ อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดของเครื่องมือได้

หรือเนื่องจากข้อบกพร่องของหลักการออกแบบของเครื่องตรวจจับและโครงสร้างของอุปกรณ์ เช่น ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการกระจัดเชิงเส้นของไมโครมิเตอร์คันเกียร์และมุมการหมุนไม่สมส่วน การผลิตและติดตั้งชิ้นส่วนเครื่องมือไม่ถูกต้อง เช่น การเบี่ยงเบนของมาตราส่วน แป้นหมุน และตัวชี้ การติดตั้งความเยื้องศูนย์ ความยาวของแขนของเครื่องชั่งจะแตกต่างกันไป

2. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
ค่าเบี่ยงเบนของค่าที่วัดได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมจริงและอุณหภูมิแวดล้อมมาตรฐาน และความเบี่ยงเบนของอุณหภูมิ ความชื้น และความดันบรรยากาศที่จะวัดตามกฎบางอย่างในระหว่างการวัด

3. ปัจจัยในการกำหนดวิธีการกำหนด
เป็นข้อผิดพลาดที่เกิดจากวิธีการวัดเอง หรือข้อผิดพลาดที่เกิดจากวิธีทดสอบเองนั้นไม่สมบูรณ์ โดยใช้วิธีวัดโดยประมาณหรือสูตรเชิงประจักษ์ ตัวอย่างเช่น ในการวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก ข้อผิดพลาดเชิงระบบในการวัดอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการละลายของตะกอน การตกตะกอนร่วม การสลายตัวของฝน หรือการระเหยระหว่างการเผาไหม้

4. ปัจจัยด้านบุคลากร
เนื่องจากข้อบกพร่องทางสรีรวิทยา อคติส่วนตัว นิสัยที่ไม่ดีของผู้ปฏิบัติงาน ฯลฯ เช่น ลักษณะส่วนบุคคลหรือการทำงานที่ผิดปกติ เช่น เมื่อประมาณค่าการอ่านบนตาชั่ง เป็นเรื่องปกติที่จะมีอคติไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ค่าของ บิวเรตต์จะสูงหรือต่ำ และสีของจุดสิ้นสุดจะถูกกำหนด ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการอยู่ลึกหรือตื้น ข้อผิดพลาดเนื่องจากปัจจัยด้านบุคลากรโดยทั่วไปเรียกว่าข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงาน

5. ปัจจัยในการใช้รีเอเจนต์
ค่าเบี่ยงเบนระหว่างผลการวัดและผลลัพธ์จริงที่เกิดจากน้ำเจือปนที่ใช้ในการทดสอบหรือรีเอเจนต์ที่ไม่บริสุทธิ์ที่ใช้

วิธีการลดและกำจัดข้อผิดพลาดของระบบ

1. กำจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบตั้งแต่ต้นเหตุของข้อผิดพลาด
ก่อนการวัด บุคลากรของระบบจะต้องดำเนินการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการตรวจจับอย่างจริงจัง มีความจำเป็นต้องคาดการณ์แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบที่เป็นไปได้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และพยายามกำจัดหรือลดผลกระทบให้เหลือน้อยที่สุด

ตัวอย่างเช่น ตรวจสอบประสิทธิภาพของเครื่องมือก่อนการวัด เพื่อให้สภาพแวดล้อมและตำแหน่งการติดตั้งของเครื่องมือตรงตามข้อกำหนดของข้อกำหนดทางเทคนิคในการตรวจสอบ การปรับเครื่องมือให้ถูกต้องก่อนใช้งาน การตรวจสอบและวิเคราะห์วิธีการวัดอย่างเข้มงวดนั้นถูกต้องเพื่อกำจัดเครื่องมือ การตรวจจับ ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบที่เกิดจากวิธีการ สภาพแวดล้อม และปัจจัยอื่น ๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ความแม่นยำของเครื่องมือลดลงเนื่องจากการใช้งานในระยะยาว แผนกวัดจึงถูกส่งไปยังแผนกมาตรวิทยาเพื่อตรวจสอบเป็นระยะ

2. ใช้วิธีการแก้ไขเพื่อขจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ
วิธีนี้คือการนำเครื่องมือวัด เช่น บิวเรต ปิเปต และขวดวัดปริมาตร มาแก้ไขก่อนการวัดเพื่อสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบหรือตารางข้อผิดพลาด หลังจากการวัด ค่าการวัดจริงจะได้รับการแก้ไขเพื่อหลีกเลี่ยงหรือกำจัดผลลัพธ์ เกิดข้อผิดพลาดของระบบ

3. ใช้การทดลองเปล่าเพื่อกำจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ
การทดสอบเปล่าหมายถึงการวัดที่ดำเนินการภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกันตามมาตรฐานหรือขั้นตอนวิธีทดสอบเชิงวิเคราะห์โดยไม่ต้องเพิ่มตัวอย่าง

ค่าของผลลัพธ์ของการทดสอบเปล่าคือค่าว่าง จากนั้น ตัวอย่างที่วัดได้จะถูกเพิ่มลงในตัวอย่างทดสอบตามมาตรฐานวิธีทดสอบเชิงวิเคราะห์หรือขั้นตอนภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกันเพื่อให้ได้ค่าที่วัดได้ของตัวอย่าง และสุดท้ายค่าว่างจะถูกลบออกจากค่าที่วัดได้ของตัวอย่าง และได้ผลลัพธ์การวิเคราะห์ที่ค่อนข้างแม่นยำ ซึ่งจะช่วยขจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบที่เกิดจากสิ่งเจือปนในน้ำกลั่นหรือรีเอเจนต์ที่ไม่บริสุทธิ์

4. ใช้การทดลองที่มีการควบคุมเพื่อกำจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ
การทดสอบควบคุมคือการใช้วิธีการวิเคราะห์เดียวกันเพื่อแทนที่ตัวอย่างควบคู่ไปกับมาตรฐานภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ผลลัพธ์การควบคุมสามารถแก้ไขได้โดยการทดสอบที่มีการควบคุมเพื่อขจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ

5. วิธีการกำจัดข้อผิดพลาดของระบบที่ไม่เปลี่ยนแปลง
สำหรับข้อผิดพลาดของระบบที่ได้รับการแก้ไขในกระบวนการวัด สามารถใช้วิธีการกำจัดต่อไปนี้:

1 วิธีแลกเปลี่ยน:
ตามสาเหตุของข้อผิดพลาด จะมีการแลกเปลี่ยนเงื่อนไขบางประการที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของระบบ และเงื่อนไขอื่นๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นปัจจัยที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของระบบจะส่งผลตรงกันข้ามกับผลการวัด จึงช่วยลดข้อผิดพลาดของระบบได้

หากชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งแขนเท่ากัน ความยาวของแขนทั้งสองข้างทางด้านซ้ายและด้านขวาของเครื่องชั่งจะแตกต่างกันเล็กน้อย และจะเกิดข้อผิดพลาดของระบบอย่างต่อเนื่องในระหว่างการชั่งน้ำหนัก หากมีการแลกเปลี่ยนสินค้าที่ชั่งน้ำหนักด้วยน้ำหนักบนตาชั่งของเครื่องชั่ง ให้ชั่งน้ำหนักสองครั้ง และค่าเฉลี่ยของการวัดทั้งสองครั้งเป็นผลการวัดขั้นสุดท้ายของวัตถุที่วัดได้ ซึ่งสามารถกำจัดความสมดุลของแขนทั้งสองข้างได้ ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ

วิธีชดเชย 2 วิธี:
กล่าวคือ จำเป็นต้องมีการวัดสองครั้งเพื่อเปลี่ยนเงื่อนไขบางประการในการวัด เช่น ทิศทางการวัด ขั้วแรงดันไฟฟ้า เป็นต้น เพื่อให้ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบของการวัดทั้งสองก่อนและหลังเป็นสัญญาณที่เท่ากันและตรงกันข้าม และค่าเฉลี่ยของทั้งสอง ผลการวัดสามารถกำจัดระบบได้ ข้อผิดพลาด.

3 วิธีอื่น:
วิธีนี้คือแทนที่เงื่อนไขที่วัดด้วยปริมาณมาตรฐานที่ทราบโดยไม่ต้องเปลี่ยนเงื่อนไขการวัดและทำการวัดอีกครั้งเพื่อให้ได้ความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับค่ามาตรฐาน กล่าวคือ ค่าที่วัดได้จะเท่ากับค่ามาตรฐานบวก ค่าความแตกต่างจึงบรรลุ ขจัดวัตถุประสงค์ของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ

4 วิธีการบ่งชี้ศูนย์:
เพื่อขจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบที่เกิดจากการวางแนวมิเตอร์ไม่ตรง ผลกระทบของคู่ที่วัดได้บนมิเตอร์วัดและปริมาณมาตรฐานที่ทราบจะมีความสมดุลระหว่างกันในระหว่างกระบวนการวัด เพื่อให้ตัวบ่งชี้ระบุเป็นศูนย์ และค่าที่วัดได้ มีการวัดมูลค่า มีค่าเท่ากับค่ามาตรฐานซึ่งเป็นวิธีศูนย์ ตัวอย่างเช่น วงจรบริดจ์ โพเทนชิโอมิเตอร์ ฯลฯ ใช้วิธีนี้เพื่อกำจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบซึ่งเกิดจากการบ่งชี้ที่ไม่ถูกต้อง

6. เปลี่ยนวิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดของระบบ
1 วิธีกำจัดครึ่งรอบ:
สำหรับข้อผิดพลาดเป็นงวด การวัดหนึ่งครั้งสามารถทำได้ในช่วงครึ่งรอบ จากนั้นค่าเฉลี่ยเลขคณิตของการอ่านทั้งสองค่าจะถูกนำมาใช้เป็นค่าที่วัดได้ ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบเป็นระยะได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวอย่างเช่น หากข้อผิดพลาดที่เกิดจากความเยื้องศูนย์ของหน้าปัด สามารถกำจัดพอยน์เตอร์มิเตอร์ได้โดยการเฉลี่ยการอ่านค่าที่ทำเครื่องหมายด้วยพอยน์เตอร์หนึ่งคู่หรือหลายคู่โดยแยกจากกัน 180°

2 วิธีการกำจัดการวัดแบบสมมาตร:
การวัดแบบสมมาตรสามารถกำจัดข้อผิดพลาดของระบบเชิงเส้นเมื่อเวลาผ่านไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หากวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์ โวลต์มิเตอร์จะถูกปรับเทียบและเป็นศูนย์ก่อนการวัด จากนั้นจะวัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า เมื่อเวลาในการวัดเปลี่ยนแปลง จุดศูนย์ของโวลต์มิเตอร์จะค่อยๆ ลอยไปทำให้เกิดข้อผิดพลาดของระบบเชิงเส้น ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่จะทดสอบและแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานมาตรฐานสามารถวัดได้ในช่วงเวลาที่เท่ากัน และความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่จะวัดและแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานที่แสดงในโวลต์มิเตอร์จะไม่ได้รับผลกระทบจาก ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ

เราควรเข้าใจลักษณะของข้อผิดพลาดที่เป็นระบบตามเงื่อนไขการทดลองเฉพาะ ค้นหาสาเหตุหลักของข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ และใช้มาตรการที่เหมาะสมเพื่อลดผลกระทบ