Výsledky zkoušení

Zkušebnictví, chyby měření

V praxi neexistuje žádná metoda měření ani měřicí zařízení, které by bylo absolutně přesné, což znamená, že naměřená a skutečná hodnota sledované veličiny jsou dva rozdílné pojmy. Rozdíl mezi skutečnou a naměřenou hodnotou je tvořen mnoha rozličnými faktory, případně různými kombinacemi dílčích faktorů. Při zjišťování sledované veličiny dochází k různým chybám, které ovlivňují celkový výsledek.

Výsledek měření se vždy pohybuje v jistém rozmezí kolem skutečné hodnoty, kterou prakticky nikdy neznáme.

Chyby měření

Skutečnou hodnotu měřené veličiny nejsme schopni určit, jelikož změřený výsledek je vždy ovlivněn existencí chyby měření. Podle původu můžeme chyby měření rozdělit na:

• Náhodné chyby
• Systematické chyby
• Hrubé chyby

Náhodné chyby

• chyby, které nemůžeme při měření kontrolovat ani definovat, jelikož vznikají spolupůsobením velkého počtu náhodných vlivů
• neexistuje měřící proces, který není zatíženou náhodnou chybou
• náhodné chyby ovlivňují zejména přesnost měření
• Při vyhodnocování výsledků experimentálního měření jen nutné stanovit nejpravděpodobnější hodnotu měřené veličiny a zároveň stanovit její přesnost – vymezit vliv náhodných chyb a kvantitativně vyhodnotit, jak náhodné chyby ovlivňují výsledek měření.
• náhodná chyba je náhodná veličina a řídí se zákony pravděpodobnosti
• malé chyby se vyskytují mnohem častěji než chyby velké

Systematické chyby

• Systematické chyby jsou způsobeny např. použitím nevhodné měřící metody, nepřesným měřidlem či měřícím přístrojem
• Oproti chybám náhodným, chyby soustavné ovlivňují správnost měření
• Zkreslují výsledek měření zcela pravidelným způsobem – výsledek systematicky zvětšuje či zmenšuje a to při libovolném počtu opakovaných měření
• Jsme schopni určit, z jakých příčin soustavné chyby vznikají, proto můžeme odhadnout jejich velikost a tím eliminovat výslednou chybu měření

Hrubé chyby

• chyby viditelné a snadno odstranitelné, vznikají omylem při odečtení nebo zapsání údaje, v případě, že měřící aparatura přestala správně pracovat, při nesprávném experimentálním uspořádání a nastavení pokusu atd.
• naměřená hodnota zatížená touto chybou se výrazně liší od ostatních hodnot
• měření zatížené touto chybou se ze zpracování výsledků vylučuje – zamezení zkreslení výsledků měření

Všechny tyto chyby se mohou při měření vyskytovat současně a je třeba realizovat jejich rozbor, identifikaci a kvantifikaci, aby bylo možné rozeznat, jakou měrou ovlivňují konečný výsledek.

Opakovatelnost a reprodukovatelnost metody

Jsou pojmy, kterými vyjadřujeme přesnost měření za přesně daných podmínek.

Opakovatelnost – těsnost souhlasu mezi výsledky nejméně 8 nezávislých měření stejného analytu provedených stejnou metodou, stejným experimentátorem, na stejném přístroji, na stejném místě a za stejných podmínek v krátkém časovém intervalu.

Reprodukovatelnost – těsnost shody mezi výsledky měření stejného analytu ve vzorcích stejného materiálu, kdy jsou jednotlivá měření prováděna stejnou metodou za různých podmínek (experimentátor, přístroj, místo, podmínky, čas). Přitom ne všechny podmínky musí lišit.

Korektnost

Pojem, který se používá jako souhrnný termín pro přesnost a správnost, vymezuje chybu jednotlivých měření.

Správnost se vztahuje na odchylku mezi výsledkem a skutečnou hodnotou. Správnost kombinuje přesnost a pravdivost (tj. vlivy náhodných a systematických faktorů).

Přesnost se vztahuje na rozdíly mezi hodnotami proměnných – rozptýlení hodnot proměnných okolo jeho střední hodnoty. Mírou přesnosti je standardní odchylka.

Hodnocení výsledků měření