Meistroli Mesur: Eich Canllaw Pennaf i Gwallau Absoliwt, Perthynol, a Graddfa Lawn (%FS)

Ydych chi erioed wedi edrych ar y daflen fanyleb ar gyferapwysautrosglwyddydd,allifmesurydd, neuasynhwyrydd tymhereddagweld eitem llinell fel “Cywirdeb: ±0.5% FS”? Mae'n fanyleb gyffredin, ond beth mae'n ei olygu mewn gwirionedd i'r data rydych chi'n ei gasglu? A yw'n golygu bod pob darlleniad o fewn 0.5% o'r gwir werth? Fel y gwelir, mae'r ateb ychydig yn fwy cymhleth, ac mae deall y cymhlethdod hwn yn hanfodol i unrhyw un sy'n ymwneud â pheirianneg, gweithgynhyrchu a mesur gwyddonol.

Mae gwall yn rhan anochel o'r byd ffisegol. Nid oes unrhyw offeryn yn berffaith. Y gamp yw deall natur y gwall, ei fesur, a sicrhau ei fod o fewn terfynau derbyniol ar gyfer eich cymhwysiad penodol. Bydd y canllaw hwn yn egluro'r cysyniadau craidd.ofmesuriadgwallMae'n dechrau gyda'r diffiniadau sylfaenol ac yna'n ehangu i enghreifftiau ymarferol a phynciau cysylltiedig hanfodol, gan eich trawsnewid o rywun sy'n darllen y manylebau yn unig i rywun sy'n eu deall yn wirioneddol.

 

Beth yw Gwall Mesur?

Wrth ei galon,gwall mesur yw'r gwahaniaeth rhwng maint wedi'i fesur a'i werth gwirioneddol, gwirioneddolMeddyliwch amdano fel y bwlch rhwng y byd fel mae eich offeryn yn ei weld a'r byd fel y mae mewn gwirionedd.

Gwall = Gwerth Mesuredig – Gwerth Gwir.

Mae'r "Gwerth Gwir" yn gysyniad damcaniaethol. Yn ymarferol, ni ellir byth gwybod y gwerth gwirioneddol absoliwt gyda sicrwydd perffaith. Yn lle hynny, defnyddir gwerth gwirioneddol confensiynol. Dyma werth a ddarperir gan safon fesur neu offeryn cyfeirio sy'n sylweddol fwy cywir (fel arfer 4 i 10 gwaith yn fwy cywir) na'r ddyfais sy'n cael ei phrofi. Er enghraifft, wrth galibro allawpwysaumesurydd, byddai'r "gwerth gwirioneddol confensiynol" yn cael ei gael o fanwl gywirdeb uchel,gradd labordypwysaucalibradwr.

Deall y hafaliad syml hwn yw'r cam cyntaf, ond nid yw'n adrodd y stori gyfan. Mae gwall o 1 milimetr yn ddibwys wrth fesur hyd pibell 100 metr, ond mae'n fethiant trychinebus wrth beiriannu piston ar gyfer injan. I gael y darlun llawn, mae angen i ni fynegi'r gwall hwn mewn ffyrdd mwy ystyrlon. Dyma lle mae gwallau absoliwt, cymharol a chyfeirio yn dod i rym.

Casgliad o Dri Gwall Mesur Cyffredin

Gadewch i ni ddadansoddi'r tair prif ffordd o fesur a chyfleu gwall mesur.

1. Gwall Absolwt: Y Gwyriad Crai

Gwall absoliwt yw'r ffurf symlaf a mwyaf uniongyrchol o wall. Fel y'i diffinnir yn y ddogfen ffynhonnell, dyma'r gwahaniaeth uniongyrchol rhwng y mesuriad a'r gwerth gwirioneddol, wedi'i fynegi yn unedau'r mesuriad ei hun.

Fformiwla:

Enghraifft:

Rydych chi'n mesur y llif mewn pibell gydagwircyfradd llifof50 m³/awr, aeichmesurydd llifdarlleniadau50.5 m³/awr, felly'r gwall absoliwt yw 50.5 – 50 = +0.5 m³/awr.

Nawr, dychmygwch eich bod chi'n mesur proses wahanol gyda llif gwirioneddol o 500 m³/awr, ac mae eich mesurydd llif yn darllen 500.5 m³/awr. Mae'r gwall absoliwt yn dal i fod yn +0.5 m³/awr.

Pryd mae'n ddefnyddiol? Mae gwall absoliwt yn hanfodol yn ystod calibradu a phrofi. Yn aml, bydd tystysgrif calibradu yn rhestru'r gwyriadau absoliwt mewn gwahanol bwyntiau prawf. Fodd bynnag, fel y mae'r enghraifft yn ei ddangos, mae'n brin o gyd-destun. Mae gwall absoliwt o +0.5 m³/awr yn teimlo'n llawer mwy arwyddocaol ar gyfer y gyfradd llif lai nag ar gyfer yr un fwy. I ddeall yr arwyddocâd hwnnw, mae angen gwall cymharol arnom.

2. Gwall Cymharol: Y Gwall yn ei Gyd-destun

Mae gwall cymharol yn darparu'r cyd-destun nad yw gwall absoliwt yn ei gynnwys. Mae'n mynegi'r gwall fel ffracsiwn neu ganran o'r gwerth gwirioneddol sy'n cael ei fesur. Mae hyn yn dweud wrthych pa mor fawr yw'r gwall mewn perthynas â maint y mesuriad.

Fformiwla:

Enghraifft:

Gadewch i ni ailedrych ar ein hesiampl:

Ar gyfer y llif 50 m³/awr: Gwall Cymharol = (0.5 m³/awr / 50 m³/awr) × 100% = 1%

Ar gyfer y llif 500 m³/awr: Gwall Cymharol = (0.5 m³/awr / 500 m³/awr) × 100% = 0.1%

Yn sydyn, mae'r gwahaniaeth yn llawer cliriach. Er bod y gwall absoliwt yn union yr un fath yn y ddau senario, mae'r gwall cymharol yn dangos bod y mesuriad ddeg gwaith yn llai cywir ar gyfer y gyfradd llif is.

Pam mae hyn yn bwysig? Mae gwall cymharol yn ddangosydd llawer gwell o berfformiad offeryn ar bwynt gweithredu penodol. Mae'n helpu i ateb y cwestiwn "Pa mor dda yw'r mesuriad hwn ar hyn o bryd?" Fodd bynnag, ni all gweithgynhyrchwyr offerynnau restru gwall cymharol ar gyfer pob gwerth posibl y gallech ei fesur. Mae angen un metrig dibynadwy arnynt i warantu perfformiad eu dyfais ar draws ei holl allu gweithredol. Dyna waith gwall cyfeirio.

3. Gwall Cyfeirio (%FS): Y Safon Diwydiannol

Dyma'r fanyleb a welwch amlaf ar daflenni data: cywirdeb wedi'i fynegi fel canranofLlawnGraddfa (%FS), a elwir hefyd yn wall cyfeirio neu wall rhychwantu. Yn lle cymharu'r gwall absoliwt â'r gwerth mesuredig cyfredol, mae'n ei gymharu â chyfanswm rhychwant (neu ystod) yr offeryn.

Fformiwla:

Yr Ystod Mesur (neu'r Rhychwant) yw'r gwahaniaeth rhwng y gwerthoedd uchaf ac isaf y mae'r offeryn wedi'i gynllunio i'w mesur.

Yr Enghraifft Hanfodol: Deall %FS

Dychmygwch eich bod chi'n prynuatrosglwyddydd pwysaugyday manylebau canlynol:

• Ystod: 0 i 200 bar

• Cywirdeb: ±0.5% FS

Cam 1: Cyfrifwch y Gwall Absoliwt Uchaf a Ganiateir.

Yn gyntaf, rydym yn darganfod y gwall absoliwt y mae'r ganran hon yn cyfateb iddo: gwall absoliwt mwyaf = 0.5% × (200 bar – 0 bar) = 0.005 × 200 bar = ±1 bar.

Dyma'r cyfrifiad pwysicaf, sy'n dweud wrthym, ni waeth pa bwysau rydym yn ei fesur, bod y darlleniad o'r offeryn hwn yn sicr o fod o fewn ±1 bar i'r gwir werth.

Cam 2: Gweler Sut Mae Hyn yn Effeithio ar Gywirdeb Cymharol.

Nawr, gadewch i ni weld beth mae'r gwall ±1 bar hwn yn ei olygu mewn gwahanol bwyntiau yn yr ystod:

• Mesur pwysedd o 100 bar (50% o'r ystod): Gallai'r darlleniad fod rhwng 99 a 101 bar. Y gwall cymharol ar y pwynt hwn yw (1 bar / 100 bar) × 100% = ±1%.

• Mesur pwysedd o 20 bar (10% o'r ystod): Gallai'r darlleniad fod rhwng 19 a 21 bar. Y gwall cymharol ar y pwynt hwn yw (1 bar / 20 bar) × 100% = ±5%.

• Mesur pwysedd o 200 bar (100% o'r ystod): Gallai'r darlleniad fod yn unrhyw le rhwng 199 a 201 bar. Y gwall cymharol ar y pwynt hwn yw (1 bar / 200 bar) × 100% = ±0.5%.

Mae hyn yn datgelu egwyddor hanfodol o offeryniaeth, sef bod cywirdeb cymharol offeryn ar ei orau ar frig ei ystod ac ar ei waethaf ar y gwaelod.

Casgliad Ymarferol: Sut i Ddewis yr Offeryn Cywir?

Mae gan y berthynas rhwng %FS a gwall cymharol effaith ddofn ar ddewis offeryn.Po leiaf yw'r gwall cyfeirio, yr uchaf yw cywirdeb cyffredinol yr offerynFodd bynnag, gallwch hefyd wella cywirdeb eich mesuriadau drwy ddewis yr ystod gywir ar gyfer eich cymhwysiad.

Y rheol aur ar gyfer mesur maint yw dewis offeryn lle mae eich gwerthoedd gweithredu nodweddiadol yn disgyn yn hanner uchaf (yn ddelfrydol, y ddwy ran o dair uchaf) o'i ystod lawn. Gadewch i ni fynd ymlaen gydag enghraifft:

Dychmygwch fod eich proses fel arfer yn gweithredu ar bwysedd o 70 bar, ond gall gael uchafbwyntiau hyd at 90 bar. Rydych chi'n ystyrieddautrosglwyddyddion, y ddau gyda chywirdeb FS o ±0.5%:

• Trosglwyddydd A: Ystod 0-500 bar

• Trosglwyddydd B: Ystod 0-100 bar

Gadewch i ni gyfrifo'r gwall posibl ar gyfer eich pwynt gweithredu arferol o 70 bar:

Trosglwyddydd A (0-500 bar):

• Gwall absoliwt mwyaf = 0.5% × 500 bar = ±2.5 bar.

• Ar 70 bar, gallai eich darlleniad fod 2.5 bar yn anghywir. Eich gwall cymharol gwirioneddol yw (2.5 / 70) × 100% ≈ ±3.57%. Mae hwn yn wall sylweddol!

Trosglwyddydd B (0-100 bar):

• Gwall absoliwt mwyaf = 0.5% × 100 bar = ±0.5 bar.

• Ar 70 bar, gallai eich darlleniad fod yn anghywir o 0.5 bar yn unig. Eich gwall cymharol gwirioneddol yw (0.5 / 70) × 100% ≈ ±0.71%.

Drwy ddewis yr offeryn gyda'r ystod "gywasgedig" briodol ar gyfer eich cymhwysiad, fe wnaethoch chi wella cywirdeb eich mesuriadau yn y byd go iawn gan ffactor o bum, er bod gan y ddau offeryn yr un sgôr cywirdeb "%FS" ar eu taflenni data.

Cywirdeb vs. Manwldeb: Gwahaniaeth Beirniadol

I feistroli mesur yn llawn, mae un cysyniad arall yn hanfodol: y gwahaniaeth rhwng cywirdeb a manylder. Yn aml, mae pobl yn defnyddio'r termau hyn yn gyfnewidiol, ond mewn gwyddoniaeth a pheirianneg, maent yn golygu pethau gwahanol iawn.

Cywirdebissutmae mesuriad yn agos at y gwerth gwirioneddolMae'n ymwneud â gwall absoliwt a chymharol. Mae offeryn cywir, ar gyfartaledd, yn rhoi'r darlleniad cywir.

Manwldebissutmae mesuriadau lluosog agos o'r un peth i'w gilyddMae'n cyfeirio at ailadroddadwyedd neu gysondeb mesuriad. Mae offeryn manwl gywir yn rhoi bron yr un darlleniad i chi bob tro, ond nid yw'r darlleniad hwnnw o reidrwydd yn gywir.

Dyma'r gymhariaeth darged:

• Cywir a Manwl gywir: Mae eich holl ergydion wedi'u clystyru'n dynn yng nghanol y llygad tarw. Dyma'r delfryd.

• Manwl gywir ond anghywir: Mae eich holl ergydion wedi'u clystyru'n dynn gyda'i gilydd, ond maen nhw yng nghornel chwith uchaf y targed, ymhell o'r llygad tarw. Mae hyn yn dynodi gwall systematig, fel cwmpas wedi'i gamlinio ar reiffl neu synhwyrydd wedi'i galibro'n wael. Mae'r offeryn yn ailadroddadwy ond yn gyson anghywir.

• Cywir ond Amherthnasol: Mae eich ergydion wedi'u gwasgaru ledled y targed, ond eu safle cyfartalog yw canol y targed. Mae hyn yn dynodi gwall ar hap, lle mae pob mesuriad yn amrywio'n anrhagweladwy.

• Ddim yn Gywir nac yn Fanwl gywir: Mae'r ergydion wedi'u gwasgaru ar hap dros y targed i gyd, heb unrhyw gysondeb.

Mae offeryn gyda manyleb FS o 0.5% yn honni ei gywirdeb, tra bod y manwl gywirdeb (neu'r ailadroddadwyedd) yn aml yn cael ei restru fel eitem llinell ar wahân ar y daflen ddata ac fel arfer mae'n rhif llai (gwell) na'i gywirdeb.

Casgliad

Deall manylion gwall yw'r hyn sy'n gwahaniaethu peiriannydd da oddi wrth un gwych.

I grynhoi, mae meistroli gwall mesur yn gofyn am symud o gysyniadau sylfaenol i gymhwysiad ymarferol. Mae gwall absoliwt yn darparu'r gwyriad crai, mae gwall cymharol yn ei osod yng nghyd-destun y mesuriad cyfredol, ac mae gwall cyfeirio (%FS) yn cynnig gwarant safonol o wall mwyaf offeryn ar draws ei ystod gyfan. Y prif gasgliad yw nad yw cywirdeb penodedig offeryn a'i berfformiad yn y byd go iawn yr un peth.

Drwy ddeall sut mae gwall %FS sefydlog yn effeithio ar gywirdeb cymharol ar draws y raddfa, gall peirianwyr a thechnegwyr wneud penderfyniadau gwybodus. Mae dewis offeryn gyda'r ystod briodol ar gyfer y cymhwysiad yr un mor hanfodol â'i sgôr cywirdeb, gan sicrhau bod y data a gesglir yn adlewyrchiad dibynadwy o realiti.

Y tro nesaf y byddwch chi'n adolygu taflen ddata ac yn gweld sgôr cywirdeb, byddwch chi'n gwybod yn union beth mae'n ei olygu. Gallwch chi gyfrifo'r gwall posibl mwyaf, deall sut y bydd y gwall hwnnw'n effeithio ar eich proses ar wahanol bwyntiau gweithredu, a gwneud penderfyniad gwybodus sy'n sicrhau nad rhifau ar sgrin yn unig yw'r data rydych chi'n ei gasglu, ond adlewyrchiad dibynadwy o realiti.

Cysylltwch â'n Harbenigwyr Mesur