Kipimo cha Umahiri: Mwongozo wako wa Mwisho wa Kosa Kabisa, Jamaa, na Kiwango Kamili (%FS)

Umewahi kuangalia karatasi ya vipimo vyaashinikizokisambazaji,amtiririkomita, auasensor ya jotonaumeona kipengee cha mstari kama "Usahihi: ± 0.5% FS"? Ni maelezo ya kawaida, lakini inamaanisha nini kwa data unayokusanya? Ina maana kila usomaji uko ndani ya 0.5% ya thamani ya kweli? Kama inavyoonekana, jibu ni ngumu zaidi, na kuelewa ugumu huu ni muhimu kwa mtu yeyote anayehusika katika uhandisi, utengenezaji na kipimo cha kisayansi.

Hitilafu ni sehemu isiyoepukika ya ulimwengu wa kimwili. Hakuna chombo ambacho ni kamili. Jambo kuu ni kuelewa asili ya hitilafu, kuihesabu, na kuhakikisha kuwa iko ndani ya mipaka inayokubalika kwa programu yako mahususi. Mwongozo huu utaondoa dhana za msingiofkipimokosa. Inaanza na ufafanuzi wa kimsingi na kisha kupanuka hadi kuwa mifano ya vitendo na mada muhimu zinazohusiana, na kukubadilisha kutoka kwa mtu ambaye anasoma tu vipimo hadi mtu ambaye anazielewa kikweli.

 

Hitilafu ya Kipimo ni Nini?

Katika moyo wake,kosa la kipimo ni tofauti kati ya kiasi kilichopimwa na thamani yake halisi, halisi. Ifikirie kama pengo kati ya ulimwengu kama chombo chako kinavyoiona na ulimwengu jinsi ulivyo.

Hitilafu = Thamani Iliyopimwa - Thamani ya Kweli.

"Thamani ya Kweli" ni dhana ya kinadharia. Kwa mazoezi, thamani ya kweli kabisa haiwezi kujulikana kwa uhakika kamili. Badala yake, thamani ya kweli ya kawaida hutumiwa. Hii ni thamani iliyotolewa na kiwango cha kipimo au chombo cha marejeleo ambacho ni sahihi zaidi (kawaida sahihi mara 4 hadi 10) kuliko kifaa kinachojaribiwa. Kwa mfano, wakati wa kusawazisha amkononishinikizokipimo, "thamani ya kweli ya kawaida" itatolewa kutoka kwa usahihi wa hali ya juu,maabara-darajashinikizocalibrator.

Kuelewa mlinganyo huu rahisi ni hatua ya kwanza, lakini haielezi hadithi nzima. Hitilafu ya milimita 1 haina maana wakati wa kupima urefu wa bomba la mita 100, lakini ni kushindwa kwa janga wakati wa kutengeneza pistoni kwa injini. Ili kupata picha kamili, tunahitaji kueleza kosa hili kwa njia za maana zaidi. Hapa ndipo makosa kamili, jamaa, na marejeleo yanapotumika.

Kukusanya Makosa Matatu ya Kawaida ya Kipimo

Hebu tuchambue njia tatu za msingi za kuhesabu na kuwasiliana na makosa ya kipimo.

1. Hitilafu Kabisa: Mkengeuko Mbichi

Hitilafu kamili ni aina rahisi na ya moja kwa moja ya makosa. Kama inavyofafanuliwa katika hati chanzo, ni tofauti ya moja kwa moja kati ya kipimo na thamani ya kweli, iliyoonyeshwa katika vitengo vya kipimo yenyewe.

Mfumo:

Mfano:

Unapima mtiririko kwenye bomba na akwelikiwango cha mtiririkoof50 m³/h, nayakomita ya mtiririkoinasoma50.5 m³/h, kwa hivyo hitilafu kamili ni 50.5 – 50 = +0.5 m³/h.

Sasa, hebu fikiria unapima mchakato tofauti na mtiririko wa kweli wa 500 m³/h, na mita yako ya mtiririko inasoma 500.5 m³/h. Hitilafu kamili bado ni +0.5 m³/h.

Je, ni muhimu lini? Hitilafu kamili ni muhimu wakati wa kupima na kupima. Cheti cha urekebishaji mara nyingi kitaorodhesha mikengeuko kamili katika sehemu mbalimbali za majaribio. Walakini, kama mfano unavyoonyesha, haina muktadha. Hitilafu kamili ya +0.5 m³/h huhisi kuwa muhimu zaidi kwa kasi ndogo ya mtiririko kuliko ile kubwa. Ili kuelewa umuhimu huo, tunahitaji makosa ya jamaa.

2. Hitilafu Jamaa: Hitilafu katika Muktadha

Hitilafu inayohusiana hutoa muktadha ambao makosa kamili hayana. Inaonyesha hitilafu kama sehemu au asilimia ya thamani halisi inayopimwa. Hii inakuambia jinsi kosa ni kubwa kuhusiana na ukubwa wa kipimo.

Mfumo:

Mfano:

Wacha tuangalie tena mfano wetu:

Kwa mtiririko wa 50 m³/h: Hitilafu Husika = (0.5 m³/h / 50 m³/h) × 100% = 1%

Kwa mtiririko wa 500 m³/h: Hitilafu Husika = (0.5 m³/h / 500 m³/h) × 100% = 0.1%

Ghafla, tofauti ni wazi zaidi. Ingawa hitilafu kamili ilikuwa sawa katika hali zote mbili, hitilafu ya jamaa inaonyesha kuwa kipimo kilikuwa sahihi mara kumi kwa kiwango cha chini cha mtiririko.

Kwa nini jambo hili? Hitilafu ya jamaa ni kiashirio bora zaidi cha utendaji wa chombo katika sehemu maalum ya uendeshaji. Inasaidia kujibu swali kwamba "Kipimo hiki ni kizuri kwa kiasi gani sasa hivi?" Walakini, watengenezaji wa zana hawawezi kuorodhesha hitilafu ya jamaa kwa kila thamani inayowezekana unayoweza kupima. Wanahitaji kipimo kimoja cha kutegemewa ili kuhakikisha utendakazi wa kifaa chao katika uwezo wake wote wa kufanya kazi. Hiyo ndiyo kazi ya makosa ya kumbukumbu.

3. Hitilafu ya Marejeleo (%FS): Kiwango cha Sekta

Huu ndio vipimo unavyoona mara nyingi kwenye hifadhidata: usahihi unaoonyeshwa kama asilimiaofImejaaKiwango (%FS), pia inajulikana kama hitilafu ya marejeleo au hitilafu ya kuenea. Badala ya kulinganisha hitilafu kamili na thamani ya sasa iliyopimwa, inalinganisha na jumla ya muda (au masafa) ya chombo.

Mfumo:

Masafa ya Vipimo (au Span) ni tofauti kati ya viwango vya juu na vya chini ambavyo chombo kimeundwa kupima.

Mfano Muhimu: Kuelewa %FS

Hebu fikiria kununuaakisambaza shinikizonaspecifikationer zifuatazo:

• Mgawanyiko: 0 hadi 200 bar

• Usahihi: ± 0.5% FS

Hatua ya 1: Kokotoa Hitilafu Kabisa ya Upeo Inayokubalika.

Kwanza, tunapata hitilafu kabisa ambayo asilimia hii inafanana na: kosa kubwa kabisa = 0.5% × (200 bar - 0 bar) = 0.005 × 200 bar = ± 1 bar.

Hili ndilo hesabu muhimu zaidi, ambalo linatuambia kwamba bila kujali shinikizo tunalopima, usomaji kutoka kwa chombo hiki umehakikishiwa kuwa ndani ya ± 1 bar ya thamani ya kweli.

Hatua ya 2: Angalia Jinsi Hii Inaathiri Usahihi wa Jamaa.

Sasa, hebu tuone nini hitilafu hii ya ± 1 inamaanisha katika sehemu tofauti za safu:

• Kupima shinikizo la pau 100 (50% ya masafa): Usomaji unaweza kuwa popote kutoka 99 hadi 101 pau. Hitilafu ya jamaa katika hatua hii ni (bar 1 / 100 bar) × 100% = ± 1%.

• Kupima shinikizo la pau 20 (10% ya masafa): Usomaji unaweza kuwa popote kutoka 19 hadi 21 pau. Hitilafu ya jamaa katika hatua hii ni (bar 1 / 20 bar) × 100% = ± 5%.

• Kupima shinikizo la pau 200 (100% ya masafa): Usomaji unaweza kuwa popote kutoka 199 hadi 201 pau. Hitilafu ya jamaa katika hatua hii ni (bar 1 / 200 bar) × 100% = ± 0.5%.

Hii inafichua kanuni muhimu ya upigaji ala ambayo usahihi wa kifaa ni bora zaidi juu ya safu yake na mbaya zaidi chini.

Kuchukua Vitendo: Jinsi ya Kuchagua Chombo Sahihi?

Uhusiano kati ya %FS na hitilafu ya jamaa ina athari kubwa katika uteuzi wa chombo.Kadiri kosa la marejeleo lilivyo ndogo, ndivyo usahihi wa jumla wa chombo unavyoongezeka. Hata hivyo, unaweza pia kuboresha usahihi wako wa kipimo kwa kuchagua masafa sahihi ya programu yako.

Kanuni kuu ya kupima ukubwa ni kuchagua chombo ambapo thamani zako za kawaida za uendeshaji huanguka katika nusu ya juu (ikiwezekana, theluthi mbili ya juu) ya safu yake ya mizani kamili. Wacha tuende na mfano:

Fikiria mchakato wako kawaida hufanya kazi kwa shinikizo la 70 bar, lakini unaweza kuwa na kilele hadi 90 bar. Unazingatiambiliwasambazaji, zote zikiwa na ±0.5% usahihi wa FS:

• Transmitter A: Masafa ya 0-500 bar

• Transmitter B: Masafa ya 0-100 bar

Wacha tuhesabu kosa linalowezekana kwa sehemu yako ya kawaida ya kufanya kazi ya 70 bar:

Kisambazaji A (pau 0-500):

• Hitilafu ya juu kabisa = 0.5% × 500 bar = ± 2.5 bar.

• Kwa upau 70, usomaji wako unaweza kuzimwa kwa upau 2.5. Hitilafu yako ya kweli ya jamaa ni (2.5 / 70) × 100% ≈ ±3.57%. Hili ni kosa kubwa!

Kisambazaji B (pau 0-100):

• Hitilafu ya juu kabisa = 0.5% × 100 bar = ± 0.5 bar.

• Kwa upau 70, usomaji wako unaweza kuzimwa kwa upau 0.5 pekee. Hitilafu yako ya kweli ya jamaa ni (0.5 / 70) × 100% ≈ ±0.71%.

Kwa kuchagua chombo kilicho na safu ifaayo "iliyobanwa" kwa programu yako, uliboresha usahihi wa kipimo chako cha ulimwengu halisi kwa kiasi cha tano, ingawa ala zote mbili zilikuwa na ukadiriaji sawa wa usahihi wa "%FS" kwenye hifadhidata zao.

Usahihi dhidi ya Usahihi: Tofauti Muhimu

Ili kupima kikamilifu, dhana moja zaidi ni muhimu: tofauti kati ya usahihi na usahihi. Watu mara nyingi hutumia maneno haya kwa kubadilishana, lakini katika sayansi na uhandisi, yanamaanisha mambo tofauti sana.

Usahihiisjinsi ganikaribu kipimo ni kwa thamani ya kweli. Inahusiana na kosa kamili na la jamaa. Chombo sahihi, kwa wastani, hutoa usomaji sahihi.

Usahihiisjinsi ganifunga vipimo vingi vya kitu kimoja ni kwa kila mmoja. Inarejelea kurudiwa au uthabiti wa kipimo. Chombo sahihi hukupa karibu usomaji sawa kila mara, lakini usomaji huo si lazima uwe sahihi.

Hapa kuna mlinganisho wa lengo:

• Sahihi na Sahihi: Picha zako zote zimeunganishwa vyema katikati ya bullseye. Hii ndiyo bora.

• Sahihi lakini Si Sahihi: Picha zako zote zimeunganishwa pamoja, lakini ziko katika kona ya juu kushoto ya lengo, mbali na bullseye. Hii inaonyesha hitilafu ya kimfumo, kama vile upeo usiopangwa vibaya kwenye bunduki au kitambuzi ambacho hakijasawazishwa vizuri. Chombo kinaweza kurudiwa lakini sio sawa kila wakati.

• Sahihi lakini Isiyo Sahihi: Risasi zako zimetawanyika kote kwenye shabaha, lakini nafasi yao ya wastani ni kitovu cha mchezo wa fahali. Hii inaonyesha hitilafu ya nasibu, ambapo kila kipimo hubadilika-badilika bila kutabirika.

• Si Sahihi wala Sahihi: Risasi hutawanywa kwa nasibu kote kwenye lengo, bila uthabiti.

Chombo kilicho na vipimo vya 0.5% vya FS kinadai usahihi wake, ilhali usahihi (au kurudiwa) mara nyingi huorodheshwa kama kipengee cha mstari tofauti kwenye hifadhidata na kwa kawaida ni nambari ndogo (bora) kuliko usahihi wake.

Hitimisho

Kuelewa nuances ya makosa ndio hutenganisha mhandisi mzuri kutoka kwa mkuu.

Kwa muhtasari, ustadi wa makosa ya kipimo unahitaji kuhama kutoka kwa dhana za msingi hadi matumizi ya vitendo. Hitilafu kamili hutoa mkengeuko ghafi, hitilafu ya jamaa huiweka katika muktadha wa kipimo cha sasa, na hitilafu ya marejeleo (%FS) inatoa uhakikisho sanifu wa makosa ya juu kabisa ya kifaa katika safu yake yote. Jambo kuu la kuchukua ni kwamba usahihi uliobainishwa wa chombo na utendakazi wake katika ulimwengu halisi si sawa.

Kwa kuelewa jinsi hitilafu isiyobadilika ya %FS inavyoathiri usahihi wa kiasi katika kipimo, wahandisi na mafundi wanaweza kufanya maamuzi sahihi. Kuchagua chombo chenye masafa yanayofaa kwa programu ni muhimu kama vile ukadiriaji wake wa usahihi, kuhakikisha kwamba data iliyokusanywa ni kiakisi cha kuaminika cha ukweli.

Wakati ujao utakagua hifadhidata na kuona ukadiriaji wa usahihi, utajua maana yake haswa. Unaweza kuhesabu kiwango cha juu zaidi cha hitilafu, kuelewa jinsi hitilafu hiyo itaathiri mchakato wako katika maeneo tofauti ya uendeshaji, na kufanya uamuzi sahihi unaohakikisha kwamba data unayokusanya si nambari tu kwenye skrini, bali ni onyesho la kuaminika la ukweli.

Wasiliana na Wataalam Wetu wa Vipimo