Giới thiệu số vấn đề độ không đảm bảo đo đo lường hiệu chuẩn Thế độ không đảm bảo đo đo lường hiệu chuẩn? Chúng ta nói cách đơn giản “một khơng chắn” đo lường hiệu chuẩn, có nghĩa độ không đảm bảo đo cho biết phép đo lường hiệu chuẩn thực tốt Giới thiệu Bài viết bàn luận vấn đề độ không đảm bảo đo đo lường hiệu chuẩn Nhận biết độ không đảm bảo đo liên quan đến đo lường hiệu chuẩn khái niệm Độ không đảm bảo đo xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn từ thiết bị dùng để thực phép đo, từ điều kiện môi trường, từ nhân viên thực phép đo, từ nhiều nguồn khác Ví dụ kinh điển Một ví dụ minh họa độ không đảm bảo đo thực tế: yêu cầu người đo sợi dây cho biết kết chiều dài sợi dây, người tự chọn dụng cụ đo phương pháp đo Rất nhiều khả người cho kết khác nhau: - Người thứ nhất: kết khoảng 60cm Anh ta sử dụng thước nhựa 10cm, đo lần đưa kết luận - Người thứ hai: kết 70cm Anh ta dùng thước dây để đo kiểm tra hai lần để đảm bảo kết đưa - Người thứ ba: kết 67,5cm, với độ không đảm bảo đo ±0,5cm Anh ta sử dụng thước dây đo xác đo nhiều lần để lấy giá trị trung bình độ lệch chuẩn Ngoài ra, kiểm tra sợi dây căng bị kéo lưu ý điều có chút ảnh hưởng đến kết Ví dụ đơn giản cho thấy có nhiều thứ ảnh hưởng lên kết đo lường hiệu chuẩn: dụng cụ đo, phương pháp sử dụng cách làm người thực phép đo Giải thích ngắn thuật ngữ Thế độ không đảm bảo đo đo lường hiệu chuẩn? Chúng ta nói cách đơn giản “một khơng chắn” đo lường hiệu chuẩn, có nghĩa độ không đảm bảo đo cho biết phép đo lường hiệu chuẩn thực tốt Nên nhớ sai số không giống độ không đảm bảo đo Khi so sánh trang thiết bị với chuẩn tham chiếu, sai số khác biệt hai phép đo Nhưng sai số khơng có ý nghĩa trừ biết độ khơng đảm bảo đo Ví dụ nhân viên thực phép đo nhiệt độ, đưa giới hạn chấp nhận ±1 C tìm thấy sai số tối đa 0,5 0C, đưa kết luận kết đạt chấp nhận kết Mặc dù vậy, sau phân tích kết đo, thấy độ không đảm bảo đo tổng hợp ±20C Đây phép đo không tốt 4 Thực phép đo đơn giản để biết độ lệch chuẩn Cách đơn giản đầu tiên, thay thực phép đo lần, bạn lặp lại phép đo nhiều lần Nếu bạn thực việc lặp lại phép đo nhiều lần, bạn tìm giá trị trung bình độ lệch chuẩn phép đo Vì bạn biết kết khác biệt phép đo Các thành phần độ khơng đảm bảo đo có từ phép tính độ lệch chuẩn, gọi độ không đảm bảo đo loại A Ví dụ bạn thực phép đo nhiệt độ nhiều lần, bạn biết sai lệch lần lặp lại ±0,2 0C Trong lần đo tới, bạn thực phép đo lần, bạn biết có sai lệch ±0,2 0C, bạn đưa số vào phép tính tốn khơng nên để phép đo tiến gần tới giới hạn chấp nhận Vì bạn thực phép đo nhiều lần lặp lặp lại cho loại thiết bị tương tự nhau, thường bạn thực phép đo lần sử dụng độ lệch chuẩn điển hình phép đo thử nghiệm Dĩ nhiên, bạn phải thực phép đo để tìm độ lệch chuẩn điển hình loại thiết bị Chuẩn tham chiếu liên kết chuẩn Một thành phần lớn tham gia vào độ không đảm bảo đo chuẩn tham chiếu (thiết bị/phương tiện) dùng để thực kỹ thuật đo lường/hiệu chuẩn Khi bắt đầu xây dựng quy trình hiệu chuẩn, bạn nên chọn chuẩn tham chiếu phù hợp cho phép đo Một điều quan trọng cần phải nhớ thơng số kỹ thuật xác nhà sản xuất cung cấp không đủ để sử dụng không xem độ không đảm bảo đo chuẩn tham chiếu cho việc sử dụng nhiều năm Thay vào đó, phịng hiệu chuẩn chuẩn tham chiếu phải hiệu chuẩn định kỳ chuẩn khác có đủ lực (độ khơng đảm bảo đo đủ nhỏ) chuẩn tham chiếu phải liên kết chuẩn Các thành phần khác độ khơng đảm bảo đo Thơng thường, có số khác biệt người khác thực phép đo lường hiệu chuẩn Cho nên, nhân viên thực phép đo ảnh hưởng đến độ không đảm bảo đo Nếu phép đo mà sử dụng chuẩn tham chiếu (thiết bị/phương tiện đo) khác để thực kỹ thuật đo lường hiệu chuẩn gần có khả có khác biệt lần thực với chuẩn tham chiếu khác Nếu chuẩn tham chiếu có độ xác (độ khơng đảm bảo đo) khác có khác biệt tương đối lớn Điều kiện môi trường thực phép đo lường hiệu chuẩn khác ảnh hưởng đến độ không đảm bảo đo Một số thiết bị có dạng hiển thị tương tự (analog; ví dụ kim áp kế dụng cụ đo nhiệt độ) có độ phân giải, giá trị đọc với độ xác định quy định góc nhìn trình thực phép đo Trong trường hợp đầu đọc kỹ thuật số, độ phân giải (con số thập phân) bị giới hạn, gây độ khơng đảm bảo đo (chúng ta đọc đến số thập phân cuối cùng) Các khía cạnh kỹ thuật khác trình đo lường hiệu chuẩn, việc ứng dụng thời gian, tần suất sử dụng thiết bị thực phép đo ảnh hưởng đến độ khơng đảm bảo đo Ví dụ, hiệu chuẩn nhiệt độ, bắt buộc phải có thời gian chờ đủ lâu để nhiệt độ ổn định phải đảm bảo có đầu dị thích hợp nhúng ngập vào khối nhiệt độ; Trong hiệu chuẩn áp suất phải tránh rò rỉ phải đảm bảo áp lực ổn định Nhìn chung, biến động thay đổi biến số đo gây độ khơng đảm bảo đo Ngồi cịn có số biến số ngẫu nhiên trình thực phép đo Chúng ta tóm tắt thành phần có độ khơng đảm bảo đo: - Thiết bị thực phép đo lường/hiệu chuẩn - Chuẩn tham chiếu (thiết bị/phương tiện dùng để thực phép đo lường/hiệu chuẩn.) - Quy trình thực phép đo lường/hiệu chuẩn - Điều kiện môi trường thực phép đo lường/hiệu chuẩn - Con người thực phép đo lường/hiệu chuẩn - Các thành phần khác độ không đảm bảo đo phụ thuộc vào số lượng trang thiết bị thực phép đo lường/hiệu chuẩn Các thành phần kể thuộc độ không đảm bảo đo loại B Độ không đảm bảo đo tổng hợp Độ khơng đảm bảo đo loại A (độ lệch chuẩn) có phép tính, số độ khơng đảm bảo đo loại B khác thường ước tính Sau độ khơng đảm bảo đo loại A tính độ khơng đảm bảo đo loại B ước tính cộng đại lượng lại với nhau, phải đảm bảo tất các đại lượng độ không đảm bảo đo phải đơn vị Cũng vậy, đại lượng nên có hệ số phủ/mức độ tin cậy Các thành phần độ không đảm bảo đo độc lập với cộng lại, phép cộng độ không đảm bảo đo thành phần lại với làm cho kết trở nên tệ (trong trường hợp xấu nhất) Thay vào đó, cộng thành phần lại với theo phương pháp bậc hai tồng bình phương Có nghĩa là, bình phương thành phần, sau cộng lại với lấy bậc hai tổng bình phương Độ khơng đảm bảo đo tổng hợp: Trong đó: U(1) …U(n) độ khơng đảm bảo đo thành phần Hệ số phủ/mức độ tin cậy Khi độ không đảm bảo đo xác định nhân thêm với hệ số Trường Trong 1hình vàthì trường này: 2phủ có cương cùng(hoặc (◊) kếtlàquả phép phép đo, đo, đoạn khơng thẳng cótrên độhiện phủ (k), hợp thường lấyhình hệhợp sốkim k=2 2kết sigma) Phép nhân thực không đảm (-) thể bảo đo độ xem khơng đảm bảo mức đo độ đo phép Nhưng đo độ không đảm bảo đo để có mức độ tin cậy lớn cho kết tính Chúng tathì cóbố trường thể diễn hợp giải kếtkhông quảcác cho chấp cácnhân độ hợp khơng khác đảm (so với giới Theođến phân chuẩn (Gaussian), giá trịtrường sigma khác ứngbảo vớiđo mức độ tin sử hạn dụng trên) hình phép trên: đo lớn với giới hạn chấp nhận đưa cậy: -Nhìn trường hợp hợp 1: 3với rõ vàmức ràng, trường nằm hợp giới hình hạn chấptrường nhận, hợp chí tốt cóhơn, tính Trường sigma (k=1) ứng độ tin cậy4 làthì 68% đến độ2có khơng độ khơng đảm bảo đảm đo bảo Vì vậy, đo chúng có ta thể có tuyên thể thấy bố kết không đạt đủ tốt để sigma (k=2) ứng với mức độ tin cậy 95% tuyên bố -3 Trường đạt, hợpkhi 4:ứng trường rõ mức ràng, hợpđộ 4nằm ngồi nói đạt hạn chấp nhận, chí có tính sigma (k=3) với tin có cậythể làgiới 99,7% đến độTóm khơng lại,đảm chúng bảotađo cầnVìphải vậy,biết chúng độ khơng ta đảm tuyên bảobố đokết trước quảkhi nàyđánh không giáđạt kết Trường phép hợp đo lường 3: có hiệu chuẩn chút khó Nhìn khăn lại ví để dụ đánh trên, giá Chắc trường chắn hợp Độ không đảm bảo đo mở rộng trườngĐộ hợpkhơng 22 có kết kết quả giống giới hạn độ nhận, khơng đảm khibảo bảo đo trường đo mở đượchợp tính Độ đảm bảonằm đo cơng bốchấp độ khơng đảm rộng đến kết thìđảm kết nằm ngồi khác hạn chấp nhận, đặc không quanhệtâm không bảolại đo mở giới rộng độ không đảmbiệt bảolàđokhi nhân với số đến phủ độ k (giá không đảm bảo đo Nhưng tính đến độ khơng đảm bảo đo, trị sigma) tương ứng với mức độ tin cậy nói với độ tin cậy xác định 10 Cách ghi độ không đảm bảo đo kết giấy chứng nhận hiệu 12 Ví dụ độ khơng đảm bảo đo chuẩn Ví dụkết phân tích ta khác độ khơng đo Trên quảđây hiệusẽchuẩn, chúng biểunhau hiệncủa độ không đảmđảm bảo bảo đo theo giá trị ± thực tế: nêu hệ số phủ/mức độ tin cậy Ví dụ cách biểu độ không đảm bảo đo nhiệt độ 20,50C ± 0,10C (k=2) 11 Tuyên bố phù hợp –đạt không đạt Thông thường thực phép đo lường hiệu chuẩn thiết bị,chúng ta đưa tiêu chuẩn chấp nhận, ví dụ kết nằm giá trị giới hạn xem đạt phạm vi giá trị giới hạn xem khơng đạt Có nhiều cách diễn giải khác nhau, độ khơng đảm bảo đo nên tính đến định kết đạt hay không đạt Một số ví dụ hình bên dưới: ... đảm bảo đo phụ thuộc vào số lượng trang thiết bị thực phép đo lường/ hiệu chuẩn Các thành phần kể thuộc độ không đảm bảo đo loại B Độ không đảm bảo đo tổng hợp Độ không đảm bảo đo loại A (độ lệch... ghi độ không đảm bảo đo kết giấy chứng nhận hiệu 12 Ví dụ độ khơng đảm bảo đo chuẩn Ví dụkết phân tích ta khác độ không đo Trên quảđây hiệus? ?chuẩn, chúng biểunhau hiệncủa độ không đảm? ?ảm bảo bảo... phương Độ khơng đảm bảo đo tổng hợp: Trong đó: U(1) …U(n) độ không đảm bảo đo thành phần Hệ số phủ/mức độ tin cậy Khi độ không đảm bảo đo xác định nhân thêm với hệ số Trường Trong 1hình vàthì trường