Mērījuma kļūda

Mērījuma kļūda ir starpība starp lieluma izmērīto un tā patieso skaitlisko vērtību. Kļūda raksturo mērījuma precizitāti.

Nav iespējams uzzināt neviena lieluma patieso vērtību, tāpēc izmanto reālās vērtības jēdzienu, kas ir tāda vērtība, kura iegūta mērīšanas gaitā un kura tik maz atšķiras no patiesās vērtības, ka to var izmantot patiesās vērtības vietā. Reālā vērtība tiek aprēķināta kā vairākkārtēju mērījumu vidējais rezultāts. Tādējādi mērījumu kļūdas var tikai aptuveni novērtēt, izmantojot statistiku.

Iedalījums

Pēc skaitliskās izteiksmes

• Absolūtā kļūda ir starpība starp mērinstrumenta rādījumu un mērāmā lieluma reālo vērtību, tās mērvienības ir tādas pašas kā mērāmajam lielumam.
• Relatīvā kļūda ir absolūtās kļūdas attiecība pret mērāmā lieluma reālo vērtību, to izsaka daļās vai procentos. Absolūtā kļūda bez norādītas relatīvās kļūdas nepietiekami raksturo mērījuma precizitāti.

Pēc rašanās likumsakarības

• Gadījuma kļūda rodas bez likumsakarības, tās lielums un zīme ir atšķirīga dažādiem mērījumiem. Šīs kļūdas ietekme tiek samazināta, veicot mērījumu rezultātu matemātisku apstrādi. Gadījuma kļūdas apraksta varbūtību teorija.
• Sistemātiskā kļūda dažādiem mērījumiem mainās pēc noteikta likuma. Sistemātisko kļūdu iedalījums: (1) pastāvīgās kļūdas, kuru lielums un zīme nav atkarīgi no mērāmā lieluma skaitliskās vērtības; (2) progresīvās kļūdas, kuru lielums ir proporcionāls mērāmajam lielumam; (3) periodiskās kļūdas, kuru lielums un zīme periodiski mainās; (4) pēc sarežģīta likuma mainīgas kļūdas, kuru izmaiņas izsakāmas ar komplicētu formulu vai empīrisku līkni.
• Rupja kļūda ir ievērojami lielāka par paredzamo, to neizmanto tālākajā mērījumu rezultātu matemātiskajā apstrādē.

Atsevišķi var izdalīt kļūdas pēc izcelsmes (atšķirībā no jau pieminētajām kļūdām netiek izteiktas skaitliski)

• Instrumentālā kļūda rodas mērlīdzekļa nepilnību dēļ (to var izraisīt neprecīzs kalibrējums).
• Metodiskās kļūdas cēlonis ir mērīšanas metodes nepilnība (piemēram, neatbilstošas aprēķinu formulas).

• Subjektīvā kļūda izceļas cilvēka ierobežoto spēju dēļ (piemēram, no skalas neprecīzi nolasīts rādījums).

Cēloņi

• Lineāro mērījumu Abes principa — mērāmajam izmēram un mēram, ar kuru to salīdzina, jāatrodas uz vienas ass (tā tas ir, piemēram, ārējā mikrometrā) — neievērošana. Ja Abes princips netiek izpildīts, mērāmais izmērs un mērs atrodas paralēli (kā, piemēram, bīdmērā), kādēļ iespējama sašķiebšanās par noteiktu leņķi, kas rada kļūdu.
• Mērāmā objekta bāzēšanas kļūda, kas rodas, kad mērāmais objekts tiek nepareizi nostādīts mērīšanas stāvoklī.
• Mērierīces iestatīšanas kļūda, kas var rasties galamēru vai citu etalonu, ar kuriem iestata mērierīci, neprecizitātes dēļ.
• Mēraparāta rādījuma kļūda, kas var rasties neprecizitātes dēļ, to izgatavojot vai atestējot, kā arī ārējo faktoru (mitrums, spiediens u.c., kas var izmainīt mēraparāta īpašības) dēļ.
• Temperatūras novirze no normālas temperatūras (20 °C ar konkrētajiem mērījumiem atbilstošajām pielaidēm). Temperatūras izraisītā kļūda lineāros mērījumos aprēķināma pēc formulas

$\Delta l=l[\alpha _{1}(t_{1}-20^{\circ })-\alpha _{2}(t_{2}-20^{\circ })]$,

kur $l$ ir izmērāmais lielums, $\alpha _{1}$ ir mērāmā priekšmeta materiāla lineārās termiskās izplešanās koeficients, $t_{1}$ ir mērāmā priekšmeta temperatūra, $\alpha _{2}$ ir mērinstrumenta materiāla lineārās termiskās izplešanās koeficients, $t_{2}$ ir mērinstrumenta temperatūra.

• Mērīšanas spēka izraisītā kļūda.
• Paralakses kļūda, kas rodas, ja skata līnija nav perpendikulāra skalai.
• Mērāmā objekta radītā kļūda, piemēram, deformēšanās, virsmas negludumi.
• Subjektīvā kļūda.

Nenoteiktība

• Nenoteiktība — mērījumu rezultātu izkliedes raksturojums, kas noteikts ar kļūdas robežām.
• Standartnenoteiktība — novērtētā vidējā kvadrātiskā novirze jeb standartnovirze.
• Apvienotā standartnenoteiktība — apvienotas standartnenoteiktības komponentes.
• Paplašinātā jeb kopējā standartnenoteiktība — apvienotās standartnenoteiktības un pārklāšanās jeb koverācijas koeficienta reizinājums.
• Ticamības līmenis — varbūtība, ka mērāmā lieluma patiesā vērtība atrodas zināmā nenoteiktības intervālā.