Большая инструментальная ошибка

[Alex_sandr]

Помогите, пожалуйста, советом!
Суть проблемы: основная погрешность прибора по паспорту составляет немногим более 0,4 (40%), в то время как доверительный интервал для средней выборки (48 измерений) составил около 0,05 от среднего значения. Чтобы не проводить беспрерывные измерения, была поставлена задача найти кол-во минимально необходимых измерений, которые попадали бы в заданный доверительный интервал по формуле Nmin=t^2*S^2/delta^2.
Но возникает вопрос, а какой доверительный интервал будет достаточным для достоверных измерений, если погрешность прибора составляет 0,4?

Или в данном случае при задавании доверительного интервала не стоит учитывать какая погрешность прибора, а речь идет лишь о величине случайной ошибки, а не системной (инструментальной)?

И, вообще, как соотносяться между собой инструментальная ошибка и случайная?

Хотелось бы узнать ваше мнение по этому вопросу. Может кто подскажет литературу, где бы говорилось о взаимосвязи системной и случайной ошибок.
Прим. С руководителем пытался говорить, но он сказал, что уже позабыл все эти нюансы статобработки, поэтому я не стал к нему дальше приставать.

[ptrvc]

При такой инструментальной ошибке я бы измерял не саму величину, а ее логарифм. По сути --- определяем только порядок величины. Тогда доверительные интервалы уменьшаться, и достаточно будет от 1-го до 3-х измерений (при малой разнице в показаниях). В акустике, например, это обычное дело. <<Нормальной>> считается погрешность в 3дБ, что соответствует 100% относительной ошибке.

Я все же сомневаюсь, что у вас прибор врет на 40%; какого он класса точности, на нем указано?

Число необходимых измерений можно посмотреть в любом справочнике по обработке результатов физических измерений, в таблице значений коэффициентов Стьюдента.

[Alex_sandr]

касательно логарифмов - это интересная идея, но в моем случае, я измеряю концентрации легких аэроионов, я думаю это новшество будет революционным, и его вряд ли примут. Обычно, в случае аэроионов мы имеем дело с концентрациями от 0 до 3000 ионов на куб.см. И, конечно, вопрос - логарифмировать саму величину концентрации, или ее отношение к какой-то нулевой, ведь насколько я помню, в акустике Вы используете логарифми давления или мощности звука по отношению к определенному пороговому уровню.

Прибор - счетчик аэроионов Сапфир-3к. В паспорте указано дословно: "предел допускаемой основной погрешности измерения концентрации аэроионов в относительных единицах не превышает:
0,4+0,01(nк /nх -1),
где nк - конечное значение предела установленного поддиапазона измерения;
nх - показание счетчика."
Т.е. величина эта обычно колеблется от 0,4 до 0,5.

В статлитературе я встречал только вышеуказанную мною формулу для определения необходимого кол-ва измерений, и она включает в себя критерий Стьюдента. Но основным моментом в ней является доверительный интервал, который задает исследователь исходя из того, какую погрешность он допускает при своих исследованиях. И вот в этом мой главный вопрос: не скажут ли мне потом, что с такой погрешностью прибора не было смысла заниматься нахождением кол-ва минимально необходимых измерений для получения достоверного результата, и, вообще, заниматься статобработкой, а надо было сделать пару замеров, откинуть промахи и найти среднее и все??

[badalek]

основная погрешность прибора по паспорту составляет немногим более 0,4 (40%)
Что-то многовато весьма 40%, Вы ничего не путаете? Возьму я к примеру термометр и получу показание 20С, но при таком разбросе буду иметь от 12С до 28С, это никуда не годится. Да, при различных технических измерениях предъявляются различные требования к точности, но такой разброс всё равно велик. Может быть речь о "цене деления" прибора и т.п.?

Для различных установок применяется так называемая тарировка и поверка. Например, для микрометров есть эталонные образцы с заданной длиной, посредством которых их можно настроить на корректные показания. Я думаю, что и приборы для исследования аккустических явлений можно подвергать поверке и тарировке. Бывает и так, что на бумаге о приборе написано одно (в отношении погрешности), а он можеть выдавать и больше и меньше, поэтому паспортные только данные для науки не годятся!

[ptrvc]

...
Прибор - счетчик аэроионов Сапфир-3к. В паспорте указано дословно: "предел допускаемой основной погрешности измерения концентрации аэроионов в относительных единицах не превышает:
0,4+0,01(nк /nх -1),
где
...
Все понятно! Ваш прибор 0,5 класса точности, и погрешность не превышает 0,5% :cool:

[Alex_sandr]

Не согласен! Ведь в паспорте сказано, что "предел допускаемой основной погрешности измерения концентрации аэроионов в ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦАХ...", а не в процентах...
Кроме этого прилагаю сравнительную таблицу счетчиков аэроионов с научной статьи

[Aspirant_Cat]

основная погрешность прибора по паспорту составляет немногим более 0,4 (40%)

При такой инструментальной ошибке я бы
вообще не измеряла. Потому что
многовато весьма 40%

это никуда не годится

[Hogfather]

это никуда не годится
вообще не измеряла.
:facepalm:

Читайте методические указания. "Общие требования к проведению контроля аэроионного состава воздуха МУК 4.3.1675-03"


2.2. Счетчики аэроионов должны обеспечивать селективное измерение концентраций аэроионов, раздельно положительной и отрицательной полярностей, в диапазоне от 2 x 102 до 1 x 105 (ион/куб. см) с допустимой основной погрешностью не более 50% и обеспечивать учет и устранение влияния тока проводимости от аэрозольных частиц на результаты измерений.


(зевая) Там же и вопрос ТС рассматривается...

Добавлено через 33 минуты
Кстати, тема для дискуссионного зала, технические науки. Что она тут делает?

[Alex_sandr]

Читайте методические указания. "Общие требования к проведению контроля аэроионного состава воздуха МУК 4.3.1675-03"
В МУКе говорится, что "Произвести измерения концентрации аэроионов ρi в соответствии с руководством применяемого счетчика аэроионов путем ряда последовательных измерений, состоящих из 8показаний, через интервал времени, указанный в его руководстве". В руководстве по эксплуатации моего счетчика указано, что необходимо сделать 10-20 измерений, откинуть мин и макс и просто найти среднее. Как для определения концентраций на соответствие санитарным нормам, то вполне достаточно, но как для научного исследования, мне показалось, что нет. Вот и сижу сейчас, штудирую метрологию на предмет соотносительности инструментальной и случайной ошибок. Т.к. не знаю, стоит ли просто соблюсти требования, указанные в руководстве по эксплуатации, или все же необходимо рассчитать минимально необходимое кол-во замеров и промежуток времени между сериями замеров для получения достоверных результатов.
Кстати, тема для дискуссионного зала, технические науки. Что она тут делает?
Извините, я - новенький у вас, не сориентировался.

[Hogfather]

показалось, что нет. Вот и сижу сейчас, штудирую метрологию на предмет соотносительности инструментальной и случайной ошибок.
Дело нужное.
Смотрите, у Вас есть весы, которые показывают вес с точностью плюс минус килограмм, но шкала в граммах. Типичный пример -- бытовые напольные весы, показание которых зависит от того, как вы их поставили на пол и как на них встали. От количества измерений зависит размер доверительного интервала для матожидания. Выше Вы там красивую формулу приводили. Но точность прибора от этого не повышается. Грубо говоря, Вы фиксируете матожидание у нормального распределения при заданной дисперсии. Ну, а вообще, если правильно подходить к процессу, то и одним прибором не обойтись.

[Alex_sandr]

Hogfather, извиняюсь сразу за свои профанские вопросы, но все же хочу уяснить, потому как я так и не разобрался еще, при фиксировании результата (показание прибора - 1000 ионов/куб.см, инструм. погрешность - 40%, довер. интервал - 50 ионов/куб.см) я должен записывать его как 1000+/-400, как 1000+/-50 или как 1000+/-(сума инструм. погреш. и довер. интервала)?

[Hogfather]

Alex_sandr, См. ГОСТ 8.207-76 (http://www.gosthelp.ru/gost/gost4226.html)

[badalek]

с допустимой основной погрешностью не более 50% и обеспечивать учет и устранение влияния тока проводимости от аэрозольных частиц на результаты измерений

О какой достоверности с точки зрения науки может здесь идти речь... Какие зависимости полноценные в таком случае можно получить - непонятно совершенно!
Я тарирую и поверяю приборы до долей, а здесь сразу изначально говорится о таких разбросах...

[Hogfather]

О какой достоверности с точки зрения науки может здесь идти речь... Какие зависимости полноценные в таком случае можно получить - непонятно совершенно!
:facepalm:

[badalek]

Hogfather, личико то откройте, забавно, что вот здесь указано 5% (помино 30):
http://granat-e.ru/sapfir_3k.html

стало быть прибор также можно поверить, настроить и оттарировать до удовлетворительных показаний.:p

[Alex_sandr]

Hogfather, большое спасибо! Немного разобрался. Продолжаю штудировать метрологию, т.к. теперь появился очередной вопрос: есть ли способы уменьшить инструментальную ошибку? Т.к. посоветоваться мне особо не с кем, может Вы мне подскажите существует ли какие-то методы в моем случае?


badalek, на своем форуме производители пишут, что "погрешность счетчика аэроионов Сапфир-3К по поверочному аттестату - 30-40%, в реальности - 7-10%. Связано с тем, что у поверителей оборудование не способно более точн7о поверять". Но в научных статьях я встречал только цифру 40-50%, причем не только у этого счетчика, а и других счетчиков, измерения которых основаны на аспирационном методе. Существуют счетчики, работа которых основана на других методах, но они не получили такого распространения как вышеупомянутые (почему не знаю, не вникал). А причина такой высокой погрешности аспирационных счетчиков именно в их устройстве (так указывается в литературе, в причины тоже я пока не вникал). Верить ли производителям счетчика или научной литературе - не знаю, т.к. чтобы проверить обоснованность доводов производителей счетчика необходимо быть специалистом в метрологии и в методе измерения, который применяется в счетчике.

[badalek]

Alex_sandr, а какова цель Вашего исследования? В чем суть решаемой проблемы? От этого зависят и требования к точности.

есть ли способы уменьшить инструментальную ошибку?
Поверка и настройка прибора.

производители пишут, что "погрешность счетчика аэроионов Сапфир-3К по поверочному аттестату - 30-40%, в реальности - 7-10%.
Лихо они сами себе противоречат. Если в реальности столько, то почему бы это не записать в поверочный аттестат. Видимо перестраховываются, постольку может быть слабая стабильность настроек во времени. Что это значит? А это значит, что для повышения достоверности прибор необходимо регулярно поверять.

Добавлено через 2 минуты
Но в научных статьях я встречал только цифру 40-50%, причем не только у этого счетчика, а и других счетчиков, измерения которых основаны на аспирационном методе.
Есть ли другие способы регистрации, доступные Вам? Ведь кто-то экспериментально определил эту погрешность на базе сравнения с чем-то...

[Alex_sandr]

Поверка и настройка прибора.
Возможно. Но скорей всего более точно поверить нельзя. Хотя этот вопрос не изучал детально.

Есть ли другие способы регистрации, доступные Вам? Ведь кто-то экспериментально определил эту погрешность на базе сравнения с чем-то...
К сожалению, других доступных мне способов нет.


badalek, в любом случае, большое спасибо Вам за советы!

[badalek]

Возможно. Но скорей всего более точно поверить нельзя.

Alex_sandr, ещё есть вариант проводить измерения несколькими одинаковыми приборами этого вида. Это не лучший вариант, но достоверность результатов и уверенность исследователя повышает. Исследование это ведь не только статистический анализ, наличие прибора и т.п., это ещё субъективная компонента, играющая важную роль.;)

Добавлено через 3 минуты
Если наряду с приборами одного вида попробовать измерить прибором (ами) другого вида, то это ещё интереснее и тоже может добавить очки к достоверности.:)

[Hogfather]

badalek, об этом я писал выше. А так, обычно еще не только койки переставляют, но и людей меняют…

[badalek]

badalek, об этом я писал выше.
Я немного конкретизировал этот вопрос.


но и людей меняют…
Думаю, что в этом исследовании и это дело не будет лишьним.

[Alex_sandr]

Hogfather,
badalek,
Большое спасибо за советы! Немного разобрался.