اندازه گیری عامل مهمی در درک دنیای بیرونی است. در طول میلیون ها سال زندگی، اندازه گیری بسیار گسترش یافته است. برای اندازه گیری به ابزارهایی نیاز داریم که به کاربر یک کمیت بدهد. اما مشکل اینجاست که نتیجه هر اندازه گیری هر ابزاری دارای نوعی عدم قطعیت است که به آن خطای اندازه گیری می گویند. دو عامل اصلی که هنگام اندازه گیری باید در نظر گرفته شود، صحت (Accuracy) و دقت (Precision) در اندازه گیری، می باشد. این عبارات توصیف می کنند که اندازه گیری چقدر به یک مقدار قابل قبول یا شناخته شده نزدیک است. در ادامه با تفاوت این دو بیشتر آشنا خواهیم شد.
صحت (Accuracy)
در دنیای اندازه گیری، صحت (Accuracy) به میزان نزدیک بودن نتایج به مقدار واقعی اشاره دارد. اما مقدار واقعی به چه معناست؟ به عنوان مثال در مورد قد، مقدار واقعی عبارت است از قد بدون هیچگونه عدم قطعیت یا خطایی. قد هر فرد دارای یک مقدار واقعی و مطلق است که می توان آن را با دستگاه های مختلف اندازه گیری کرد. با این حال، هر دستگاه و هر روش استفاده شده دارای خطای مخصوص به خود است. یک سیستم اندازه گیری هنگامی صحت دارد که نتایج آن چندین برابر به مقدار واقعی نزدیک باشد. به عبارت دیگر ابتدا نتایج مختلف بررسی شده و میانگین محاسبه می شود. سپس مقدار میانگین بدست آمده را با مقدار واقعی مقایسه می کنیم. هرچه اختلاف بین مقدار میانگین و مقدار واقعی کمتر باشد، اندازه گیری سیستم دقیق تر است.
دقت (Precision)
دقت مجموعه ای از اندازه گیری ها به عنوان درجه ای است که نتایج آن اندازه گیری ها به یکدیگر نزدیک هستند. در واقع هر چه فاصله بین نتایج به دست آمده کمتر باشد، دقت سیستم بالاتر است. به عبارت دیگر، دقت را می توان تابعی از انحراف معیار داده ها در نظر گرفت. هرچه انحراف معیار داده ها کمتر باشد، سیستم دقیق تر است. در سیستم های اندازه گیری دقیق، دو ویژگی مهم تکرارپذیری (Repeatability) و تجدیدپذیری (Reproducibility) قابل اهمیت است.
تفاوت دقت و صحت
دقت میزان تکرارپذیری نتایج یا نزدیک بودن نتایج به یکدیگر و صحت مقدار واقعی یا نزدیک بودن به مقدار واقعی را نشان می دهد. صحت به طور کلی مهمترین ویژگی داده های کمی است که باید ارزیابی گردد. اگرچه ثبات (consistency)، که با دقت اندازه گیری می شود، در بعضی شرایط مهم است. دقت کلمه ای است مرتبط با صحت که میزان توافق بین میانگین تعداد زیادی از نتایج و یک مقدار مرجع معتبر یا قابل قبول را توصیف می کند. درجه صحت (degree of accuracy) بستگی به زمینه مسئله تحلیلی دارد.
نتایج باید برای هدفی که برای آن در نظر گرفته شده گزارش شود. به عنوان مثال، یک نتیجه ممکن است با خطای 10٪ از مقدار واقعی یا قابل قبول رضایت بخش باشد، در حالی که هدف دیگر ممکن است به خطای 0.5٪ نیاز داشته باشد.
Precision (دقت) به عوامل متعددی وابسته است، در حالی که accuracy بر اساس یک عامل واحد می باشد. Precision معیاری برای پیش بینی ناپذیری آماری در حالی که accuracy معیاری برای سوگیری آماری است.
چه چیزی باعث Accuracy می شود؟
- در محدوده عملکرد ابزار، مقادیر نادرست باعث خطاهای قابل توجهی می شود.
- اثربخشی کالیبراتورها می تواند تأثیر مستقیمی بر نتایج کالیبراسیون ابزار داشته باشد. برای نتایج و عملکرد ثابت، فقط باید از کالیبراتور هایی که برای بیان تلورانس ها و استانداردها طراحی شده اند استفاده شود.
- خطاهای گذشته در روش های ابزار و کنترل های داخلی یکی دیگر از تلورانس های مربوط به فرمولاسیون و طراحی کالیبراتور است.
- شرایط محیطی مانند فشار، دما و رطوبت بر دقت تأثیر می گذارد. محصولات بایستی در ته نشینی مشابه آنچه که در آن استفاده می شود کالیبره شوند.
چه چیزی باعث precision می شود؟
صرف نظر از دقت و صحت، همه اندازهگیریها در معرض درجاتی از عدم قطعیت هستند. این ناشی از دو عامل است:
- محدودیت ابزار اندازه گیری (خطای سیستماتیک)
- مهارت های اندازه گیری آزمایشگر (خطای تصادفی)
دقت و درستی سنسور فشار
طبق گزارش کمیسیون بینالمللی الکتروتکنیکی (IEC)، دقت و درستی سنسور فشار (Accuracy) حداکثر انحراف مثبت یا منفی از منحنی مشخصه ایده آل را نشان می دهد که هنگام آزمایش یک دستگاه تحت شرایط و فرآیندهای خاص به دست میآید. یعنی حداکثر تفاوت بین مقدار واقعی و مقدار گزارش شده (اندازه گیری شده) توسط ابزار را نشان می دهد. درستی کل (Total Accuracy) سنسور فشار طبق استاندارد IEC 61298-2 بیان می شود. این استاندارد نشان می دهد که دقت کل سنسور فشار شامل سه فاکتور Non-Linearity, Hysteresis, Non-Repeatability است. سازندگان عموما از سه روش کلی برای محاسبه درستی کلی استفاده می کنند.
دقت (Precision): بیان کننده تفاوت در نتیجه چندین اندازه گیری متوالی است. بسیاری اوقات تعاریف دقت و درستی با یکدیگر اشتباه گرفته می شود. دقت و صحت سنسور فشار یکی از مهمترین فاکتورها در انتخاب آن است و تاثیر زیادی بر هزینه سنسور دارد.