Přesnost měření

Výsledek měření je hodnota měřené veličiny získaná přímo měřením, případně výpočtem z naměřených hodnot. Žádným měřením však nelze přesně zjistit skutečnou (správnou) hodnotu měřené veličiny. Vlivů, které vstupují do měření a ovlivňují ho, je celá řada. Patří k nim zejména nedokonalost měřicích přístrojů a dalších měřicích prostředků, změny vnějších podmínek (teplota, vliv vnějšího elektromagnetického pole) a v neposlední řadě také ne vždy dostatečné znalosti a praktické zkušenosti experimentátora. Proto nás při měření kromě naměřené hodnoty zajímají také meze, v nichž se může pohybovat skutečná hodnota měřené veličiny. Vlastní vyhodnocování přesnosti měření je tedy spíše založeno na vyhodnocování nepřesnosti měření, neboli na chybě měření. Proto v praxi hodnotíme přesnost měření podle velikosti chyb, které při měření vznikají. Čím je chyba měření menší, tím měřicí přístroj či výsledek měření přesnější.

Máme-li o přesnosti daného měření rozhodnout sami, pak volíme takový způsob měření, při němž výsledná chyba odpovídá účelu a podmínkám měření. Je třeba si uvědomit, že velmi přesná měření bývají nákladná a časově náročná. Proti pólem těchto exaktních laboratorních měření jsou provozní, málo přesná měření, která jsou sice rychlá a levná, ale jejich výsledek nemusí být vždy správný.

Chyby, které mohou při měření vzniknout, dělíme podle místa vzniku na:

• Chyby metody - jejich příčinou jsou různá zjednodušení vztahů pro výpočet měřené veličiny, zjednodušení zapojení, vliv spotřeby měřicího přístroje na jeho údaj, atd. Tyto chyby je obvykle možno vypočítat a výsledek měření podle nich korigovat. Blíže se s nimi seznámíme např. při měření výkonu, kde jim říkáme korekce výkonu.
• Chyby přístrojů - jsou způsobeny vlastnostmi (nedokonalostí) měřicích přístrojů. Chyba měřicího přístroje je dovolenou chybou měřicího přístroje, která je dána jeho třídou přesnosti. Výpočet těchto chyb se provádí zejména při přesných laboratorních měřeních. Budeme o nich hovořit zanedlouho.
• Chyby pozorovatele - do této kategorie patří nesprávná volba metody měření, chybné zapojení přístrojů do obvodu, nevhodná volba měřicího rozsahu, chybné čtení údajů, atp. Jedná se o chyby způsobené lidským faktorem. Podle jejich charakteru můžeme rozdělit chyby měření na systematické (soustavné), nahodilé a hrubé (omyly).
• Systematické (soustavné) chyby - jsou chyby, které se při určitém způsobu měření vyskytují pravidelně. Jsou způsobeny použitou měřicí metodou, vlastnostmi použitých měřicích přístrojů, pozorovatelem, atp. Charakteristickým rysem systematických chyb je to, že se do jisté míry stále opakují a zkreslují tak výsledek bez ohledu na počet provedených měření. Dalším znakem systematických chyb je to, že známe jejich znaménka a většinou i přibližnou hodnotu, takže obvykle můžeme provést opravu výsledku (korekci).
• Nahodilé chyby - jsou chyby, které se vyskytují zcela nepravidelně. Jejich výskyt je náhodný. Zjistit je můžeme až při opakovaném měření. Opakujeme-li několikrát měření za stejných podmínek a se stejným přístrojem a se stejným stupněm pečlivosti, zjistíme, že se výsledky našich měření poněkud liší. Jsou-li naše výsledky stejné, svědčí to o malé pečlivosti při měření. Vliv nahodilých chyb na výsledek měření omezíme tím, že měření vícekrát zopakujeme a z naměřených hodnot stanovíme střední hodnotu (aritmetický průměr) podle vztahu:
  
  kde
  X - měřená veličina
  n - počet opakovaných měření

Hodnota vypočteného aritmetického průměru se nejvíce přibližuje skutečné hodnotě měřené veličiny. Hrubé chyby - jsou chyby, kterých se při měření dopouštíme omylem, nepozorností (např. odečítáme na špatném rozsahu), únavou či špatnými podmínkami při měření (špatné osvětlení, extrémní teplota, vyrušování při měření). Hrubé chyby jsou charakteristické tím, že se nápadně liší od ostatních výsledků měření nebo leží mimo předpokládaný průběh charakteristiky (viz obr. 3.1). Hrubé chyby z dalšího zpracování naměřených hodnot vyloučíme a nepočítáme s nimi.

Patrná výrazná odlišnost hrubé chyby měření.

TIP:
Literatura na téma "měření" zde!
Nejobsáhlejší diskuzní fórum na téma "měření" zde!