Downloaded 11 times
Mõõteviga ja mõõtemääramatus
- 1. Mõõteviga ja mõõtemääramatus Mõõteriistade etalonid ja nende ebatäpsus
- 2. Ajaloost Praktilistel mõõtmistel tekkisidjärgmised PROBLEEMID • mõõdetakse mitu suurust ja nendest arvutatakse soovitava (mõõte)suuruse väärtus V abc • erineva valdkonna füüsikalistel suurustel on erinevad mõõteprotseduurid ja parameetrid, puudus ühtsus optika, elekter, soojus, mehaanika, ... • kasutatakse mõistet “tõeline väärtus” mis on teadmataja sellest tulenevat mõistet “viga” • ebaselged: eeldused, lihtsustused, tingimused lineaarsus, t°-sõltuvus, normaaljaotus, ...
- 3. EESMÄRK tagada mõõtmisel: •universaalsus, üks ühtne mõõtmiste kvaliteedi hindamise • meetod ja ühtne tulemuste esitamise meetod, • ühtne statistiline lähenemine kõikidele mõõteprotseduuridele, • selgus ja läbipaistvus eeldustes, toimingutes, hinnangutes: • arusaadavad, jälgitavad, korratavad selleks võeti kasutusele uus mõiste mõõtemääramatus, et anda hinnangut mõõdetava suuruse väärtusele measurement uncertainty неопределенность измереня
- 4. Mõõtemääramatus • Mõõtemääramatus ∆xon suurus mis kuulub mõõtetulemuse juurde ja mis iseloomustab selle mõõtesuuruse x võimalikke väärtusi.
- 5. Mõõteviga ja mõõtemääramatus δx = x - x0.
- 6. Mõõteviga ja mõõtemääramatus •x. Kuna mõõtmine ei pruugi olla täpne, siis see mõõtetulemus võib mõõtesuuruse tõelisest väärtusest x0 erineda. • Mõõtetulemuse ja suuruse tõelise väärtuse vahet nimetatakse mõõteveaks. Suuruse x mõõteviga tähistatakse sageli sümboliga δx (loe väike delta x). δx = x - x0. Mida väiksem mõõteviga, seda parem on mõõtmise täpsus.
- 7. Mõõtemääramatuse allikad • Etalonide ebatäpsus. Näiteks on kilogrammi etaloni prototüüp aja jooksul 50 µg kergemaks muutunud. • Mõõteriista ebatäpsused. Näiteks on mõõtjoonlauale jaotised peale kantud ebatäpselt või kaaluviht ettenähtust veidi raskem. • Mõõtja põhjustatud subjektiivsed ebatäpsused. Näiteks saavad käsitsi aega mõõtvad finišikohtunikud veidi erinevaid tulemusi, kuna nende reageerimiskiirus on erinev. Osutmõõteriistalt näidu lugemisel tekkiv subjektiivne viga on tingitud aga valest vaatenurgast. • Ümbritseva keskkonna mõjust tingitud ebatäpsused. Näiteks üleskeeratava vedrukella käiku mõjutab temperatuur ja vedrukaalu näit sõltub Maa külgetõmbest, mis eri paikades veidi erinev on. • Mõõtmise aluseks oleva teooria ebatäpsused. Näiteks traati läbiva voolutugevuse mõõtmise aluseks võetav Ohmi seadus (I = U/R) ei pruugi olukorras, kus traat voolu toimel kuumeneb, täpselt kehtida. • Kasutatavate konstantide ebatäpsused. Näiteks arvutustes kasutatav arv π või vaba langemise kiirendus pole täpsed. • Teadmata põhjustest tingitud juhuslikud ebatäpsused. Tuleb ette olukordi, mil näiliselt ühesugustes tingimustes läbi viidud kordusmõõtmised ei anna eelmistega samasuguseid tulemusi.
- 8. Mõõtemääramatus • Mõõtmise tulemusekson suuruse väärtus ja otsustus selle väärtuste kvaliteedi kohta (näiteks piirviga).
- 9. Kilogrammi etalon jaselle koopiad
- 10. • Joonisel on toodud kilogrammi prototüüp ja tema ametlikud koopiad ning nende ajalooline võrdlus. • Pärast sisseseadmist 1889. aastal on neid võrreldud kaks korda, ja on näha, et prototüübiga võrreldes on ametlikud koopiad ühes või teises suunas muutunud. Sellest võib järeldada, et tõenäoliselt on ka prototüüp ise muutunud, aga keegi ei tea, kuidas täpselt. Kogu grupp võib olla triivinud´ühes või teises suunas, aga see ei paista omavahelisest võrdlusest välja, ning tausta, millega neid võrrelda, ei ole. • Siit selgubki üks põhjus, miks ka massiühik on vaja siduda mingi stabiilse loodusnähtusega. Teine põhjus peitub selles, et kui midagi peaks juhtuma selle etaloniga, mis ju hetkel ongi definitsioon, läheb ühik kaduma. • Kõik praegused massi etalonid on seotud selle ühega. Siis tuleks kilogramm uuestidefineerida ja uus prototüüp valmistada. Ja õnnetusi juhtub ju ikka – inglastel põles kord üks etalonide komplekt maha.
- 11. Eesti ühekilogrammiste vihtidegrupietaloni kolm tugietaloni. Need tugietalonid on käinud kalibreerimisel Saksamaal ja Šveitsis. Grupi ülejäänud 14 vihti on tööetalonid, mida kasutatakse kombinatsioonides, et kalibreerida 10-kilogrammist, 5-kilogrammist ja 2-kilogrammist vihti. Kilogrammist lähtudes toimub massiskaala jagamine alla kuni 1 milligrammini. Eesti massietalon(id) on hoiul samasuguste klaaskuplite all nagu rahvusvaheline prototüüp ja selle ametlikud koopiadki. Toomas Kübarsepa kommentaar selle sarnasuse kohta kõlab: “Metroloogias peavadki samasugused asjad olema. Muidu ei saa võrrelda.”
- 12. Massilabori uus suurŠveitsi firma Mettler Toledo komparaator on üks kuuest omataolisest Euroopas. See paistab silma selle poolest, et võimaldab katta piirkonna 2 kilogrammist 50 kilogrammini.
- 13. Etalonilabori ehitamine eiole lihtne, sest seadmed on eriti tundlikud vibratsiooni suhtes. Et vältida häireid, on Tartus massiivsete graniitlaudade alla, umbes meetri sügavusse, rajatud eraldi vundamendid, mis paiknevad põrandast lahus. Seetõttu ei ole praeguses laboris vibratsiooniga probleeme.
- 14. Etalonilaboris etalonvihte palja käegaei katsuta, nende liigutamiseks on spetsiaalsed tõstevahendid, samuti kasutatakse kindaid. Nii ei jää vihtidele jälgi (näiteks näpujälgi), mis etalontasemel mõõtmisel juba vihtide kaalu muudaksid. Aga kaalu muutus võib aset leida ka näiteks juhul, kui ruumis õhuniiskus muutub. Enne komparaatorisse panekut puhastatakse vihte peene oravasaba pintsliga ja õhujoaga.