Precizitāte un pareizība mērījumos — nozīme, atšķirības un piemēri
Mērījumu precizitātei un pareizībai ir īpaša nozīme zinātnes, inženierzinātņu, rūpniecības un statistikas jomās.
Definīcijas
- Mērīšanas sistēmas pareizība ir tā, cik tuvu tā ir mērāmā lieluma faktiskajai (patiesajai) vērtībai. To reizēm sauc par "trueness" vai kopējo atbilstību patiesajai vērtībai.
- Mērījumu sistēmas precizitāte ir pakāpe, kādā atkārtotu mērījumu rezultāti ir savstarpēji vienādi (maza izkliede, laba reproducējamība). To bieži raksturo ar standartnovirzi vai atkārtojamību.
Pareizības un precizitātes kombinācijas — kas tas nozīmē praksē
Mērīšanas sistēma var būt:
- gan pareiza, gan precīza — rezultāti ir tuvi patiesajai vērtībai un atkārtoti konsekventi;
- precīza, bet ne pareiza — atkārtotie mērījumi ir ļoti līdzīgi savā starpā, bet visi nobīdīti kopa no patiesās vērtības (sistēmātiska novirze);
- pareiza, bet ne precīza — vidējais rezultāts ir tuvu patiesajai vērtībai, taču atsevišķie mērījumi ļoti svārstās;
- ne ne precīza, ne pareiza — ne tuvu patiesajai vērtībai, ne konsekventa.
Piemēram, ja eksperimentā ir kāda sistemātiska kļūda tā veikšanas veidā (piemēram, neatbilstoša kalibrēšana), tad, palielinot izlases lielumu, parasti samazinās nejaušais variabilitātes efekts un uzlabojas precizitāte (atkārtojamība), bet neuzlabojas pareizība — mērījumu vidējā vērtība joprojām būs nobīdīta no patiesās vērtības. Galarezultāts var būt konsekvents, bet ne pareizs, ja sistemātiskā kļūda nav novērsta. Pretēji, sistemātiskās kļūdas novēršana (piemēram, kalibrēšana vai metodes kļūdu izmaiņas) uzlabo pareizību, bet nemaina nejaušo variabilitāti (precizitāti).
Saistītie termini un to mērīšana
Mērīšanas sistēma ir derīga, ja tā ir gan precīza, gan pareiza. Saistītie termini ietver:
- novirze (bias) — parasti sistēmātiska atšķirība starp mērījumu vidējo un patieso vērtību; to izraisa pastāvīgi, mērķtiecīgi faktori;
- kļūda — vispārējs termins, kas var ietvert gan nejaušo mainīgumu (random error), gan sistemātiskas kļūdas; nejaušais mainīgums tiek raksturots ar standartnovirzi vai konfidences intervālu.
Praktiski rādītāji:
- pareizība (novirze) ≈ mērījumu vidējā vērtība − patiesā vērtība;
- precizitāte ≈ standartnovirze vai variācijas koeficients atkārtotos mērījumos;
- kopējā mērījumu nenoteiktība ietver gan sistemātisko, gan nejaušo komponenti.
Kā uzlabot precizitāti un pareizību
- Lai uzlabotu pareizību: veikt kalibrāciju, labot metodes sistemātiskās kļūdas, izmantot kontrolmēģinājumus un salīdzinājumus ar atsaucēm.
- Lai uzlabotu precizitāti: samazināt nejaušos trokšņus, palielināt mērījumu skaitu (lai samazinātu standartkļūdu), uzlabot instrumentu izšķirtspēju un stingrību mērīšanas procedūrās.
- Regulāra kvalitātes kontrole (kontrolkartes, atkārtotas pārbaudes) palīdz atklāt gan novirzes, gan palielinātu izkliedi laika gaitā.
Kopsavilkumā, precizitāte un pareizība ir atšķirīgas, bet savstarpēji papildinošas īpašības. Rūpīga kļūdu kopsavilkuma analīze un mērījumu nenoteiktības aprēķins nodrošina uzticamus rezultātus un pareizu lēmumu pieņemšanu.
Precizitāte: cik tuvu rezultāti ir patiesajai vērtībai Precizitāte: mērījumu atkārtojamība.
Saistītās tēmas
Šo terminoloģiju lieto arī netiešiem mērījumiem, t. i., vērtībām, kas iegūtas ar aprēķina procedūru no novērotajiem datiem.
Papildus precizitātei un precizitātei mērījumiem var būt arī mērījumu izšķirtspēja, kas ir mazākā fizikālā lieluma izmaiņa, kura rada mērījuma reakciju.
Dažādas "precizitātes" nozīmes
Vārds "precizitāte" attiecas arī uz to, cik precīzi mērījums ir veikts, kā mērījuma izšķirtspēja, piemēram, līdz tuvākajam metram, centimetram vai jardam, pēdai, collai vai nanometram.
Pilnīgas atkārtojamības gadījumā, piemēram, noapaļojot skaitli līdz pārstāvamam skaitlim ar peldošo komata punktu, vārdam precizitāte ir nozīme, kas nav saistīta ar atkārtojamību. Piemēram, IEEE 754-2008 standartā tas nozīmē bitu skaitu signifikantā (ciparu skaits summā), tāpēc to izmanto kā relatīvās precizitātes mērauklu, ar kādu var attēlot skaitli.
Saistītās lapas
- Precizitāte (skaitļi)
- Nozīmīgie skaitļi
- Pi
Jautājumi un atbildes
J: Ko nozīmē termini "precizitāte" un "precizitāte" zinātnes, inženierzinātņu, rūpniecības un statistikas jomā?
A: Mērīšanas sistēmas precizitāte ir tas, cik tuvu tā ir mērāmā lieluma faktiskajai vērtībai, bet mērīšanas sistēmas precizitāte ir tas, cik lielā mērā atkārtotu mērījumu rezultāti ir vienādi.
J: Vai mērīšanas sistēma var būt precīza, bet ne precīza?
A: Jā, mērīšanas sistēma var būt precīza, bet ne precīza.
J: Vai mērīšanas sistēma var būt precīza, bet ne precīza?
A: Jā, mērīšanas sistēma var būt precīza, bet ne precīza.
J: Vai mērīšanas sistēma var būt gan precīza, gan precīza?
A: Jā, mērīšanas sistēma var būt gan precīza, gan precīza.
J: Kā parauga lieluma palielināšana ietekmē eksperimenta precizitāti un pareizību?
A: Parauga lieluma palielināšana parasti palielina precizitāti, bet neuzlabo precizitāti, ja eksperimenta veikšanā ir kļūda.
J: Kas jādara, lai uzlabotu precizitāti, ja mērījumu sistēmā ir sistemātiska kļūda?
A: Sistemātiskās kļūdas novēršana uzlabo precizitāti.
J: Kāda ir atšķirība starp novirzi un kļūdu mērīšanas sistēmu kontekstā?
A: Novirze attiecas uz nejaušu vai mērķtiecīgu ietekmi, ko izraisa ar neatkarīgo mainīgo nesaistīts faktors vai faktori, bet kļūda attiecas uz nejaušu mainīgumu.
