II/ Đánh giá sai số đo l−ờng
1. Nguyên nhân và phân loại các sai số đo l−ờng
a. Nguyên nhân gây sai số:
Không có phép đo nào là không sai số. Vấn đề là khi đo cần chọn dùng ph−ơng pháp thích hợp, cũng nh− cần chu đáo, thành thạo khi thao tác... để hạn chế sai số các kết quả đo sao cho đến mức ít nhất.
Các nguyên nhân gây sai số thì có nhiều, nó do các yếu tố khách quan và chủ quan gây nên.
- Các nguyên nhân khách quan, ví dụ nh− dụng cụ đo l−ờng không hoàn hảo, đại l−ợng đo đ−ợc bị can nhiễu nên không hoàn toàn đ−ợc ổn định...
- Các nguyên nhân chủ quan, ví dụ nh− do thiếu thành thạo trong thao tác, ph−ơng pháp tiến hành đo không hợp lý.
Vì do các nguyên nhân mà ta không thể tuyệt đối hoàn thiện đ−ợc nh− vậy, nên kết quả của phép đo nào cũng chỉ có giá trị gần đúng. Ngoài việc cố gắng hạn chế sai số đo đến mức ít nhất, ta còn cần đánh giá đ−ợc xem kết quả đo có sai số đến mức độ nào.
b. Phân loại sai số:
theo nguồn gốc sinh ra sai số, phân loại theo qui luật xuất hiện sai số hay phân loại theo biểu thức diễn đạt các sai số.
Phân loại theo qui luật xuất hiện sai số đ−ợc chia làm hai loại: * Sai số hệ thống
Sai số này do những yếu tố th−ờng xuyên hai các yếu tố có qui luật tác động. Nó khiến cho kết quả đo có sai số của lần đo nào cũng nh− nhau, nghĩa là kết quả của các lần đo đều hoặc lớn hơn hay bé hơn giá trị thực của đại l−ợng cần đo.
Tùy theo nguyên nhân tác dụng, mà sai số hệ thống có thể phân thành các nhóm sau đây:
- Do dụng cụ, máy móc do chế tạo không hoàn hảo
- Do ph−ơng pháp đo. Hoặc là do cách chọn dùng ph−ơng pháp đo không hợp lý; hoặc khi xử lý kết quả đo, khi tính toán để cho đơn giản hơn đe tự ý bỏ qua một số yếu tố nào đấy.
- Do khí hậu nh−: nhiệt độ, độ ẩm khi tiến hành đo khác với điều kiện khí hậu tiêu chuẩn đe qui định trong qui trình sử dụng máy đo...
*) Sai số ngẫu nhiên:
Là sai số do các yếu tố biến đổi bất th−ờng, không có qui luật tác động. Tuy ta đe cố gắng thực hiện đo l−ờng trong cùng một điều kiện và với tính chu đáo nh− nhau, nh−ng vì do nhiều yếu tố không biết, không khống chế đ−ợc, nên đe sinh ra một loạt kết quả đo khác nhau. Ví dụ: do điện áp cung cấp của mạch trong quá trình đo l−ờng...
Ngoài hai loại sai số trên, đôi khi đo ta còn nhận đ−ợc những kết quả các lần đo có các giá trị sai khác quá đáng. Nó th−ờng do những yếu tố chủ quan của con ng−ời đo gây ra, nh− thiếu chu đáo, hay do các tác động đột ngột của bên ngoài. Các kết quả đo này qua suy xét chủ quan ta có thể biết đ−ợc, nó là các trị số vô nghĩa và ta có thể loại bỏ ngay đ−ợc. Th−ờng ng−ời ta gọi các kết quả này là các trị số đo sai.
Sau khi đo, để hiệu chỉnh và đánh giá kết quả đo, ta có thể loại bỏ các sai số hệ thống đ−ợc. Sự xử lý này đ−ợc thực hiện đơn giản bằng phép cộng đại số (có kể cả dấu), khi mà đe định l−ợng đ−ợc giá trị của sai số hệ thống. Dù là sai số hệ thống của một hay nhiều nguyên nhân khác nhau đồng thời tác động lên phép đo.
Biết sai số hệ thống thì ta có thể hiệu chỉnh đ−ợc, ví dụ nh− bằng cách chuẩn lại máy móc thiết bị đo với máy mẫu.
Với sai số ngẫu nghiên thì ta không xử lý nh− vậy đ−ợc. Vì không biết giá trị sai số là bằng bao nhiêu, và theo chiều nào, lớn hơn hay bé hơn giá trị thực. Để có thể “định l−ợng” đ−ợc giá trị sai số ngẫu nghiên, tức đánh giá độ chính xác của kết quả đo, thì đ−ợc dùng công cụ toán là lý thuyết xác suất và thống kê để tính toán.