محتويات
مصادر الاخطاء في القياس هي
- الأخطاء الإجمالية.
- الأخطاء العشوائية.
- الأخطاء المنهجية.
مصادر الاخطاء في القياس كثيرة وأسبابها متعددة سواء كان سببها الأداة نفسها أو الشخص نفسه الذي يتعامل مع الأداة أو المشكلات التي تحدث بدون أسباب معروفة، حيث تختلف مصادر الأخطاء بحسب نوع الخطأ، ومن هذه المصادر:
الأخطاء الإجمالية: من الأخطاء الشائعة التي تحدث باستمرار أثناء عملية القياس والتي تخرج لنا قيمًا مختلفة تمامًا عن القيم الصحيحة، ومصدرها يكون بسبب الخبرة القليلة للمراقب أو الشخص الذي يقوم بعملية القياس.
تختلف القيم من مراقب لآخر في صورة أخطاء جسيمة من الممكن ألا يتم تداركها، ويمكن أن يكون سبب هذه المشكلة الاختيار الخاطئ للأداة المستخدمة، لذلك لا بد أثناء القياس أن يختار المراقب أداة صحيحة تتناسب مع القيم المراد قياسها بجانب التركيز وتدوين كل القراءات بعناية.
الأخطاء العشوائية: مصادر الأخطاء العشوائية غير معروفة ولا يمكن معرفتها أثناء القياس رغم تكرارها بصورة كبيرة في عمليات القياس المختلفة، حيث تنتج مجموعة من القياسات بعيدة تمامًا عن القياسات الصحيحة ولكن يمكن التغلب على المصادر غير المعروفة هذه من خلال أخذ أكبر عدد من القراءات وذلك بواسطة مراقبين مختلفين ومتعددين، بجانب عمل إحصائية بالقراءات التي أخذناها.
الأخطاء المنهجية: مصادر الأخطاء المنهجية تستند بشكل أساسي إلى جهاز القياس المستخدم والمواد المصنعة له بصورة أساسية، كما يمكن أن تؤثر ظروف البيئة وتنتج هذه الأخطاء حيث تؤثر على خصائص المواد المصنوع منها الأداة.[1]
تعريف الخطأ الصفري
هو الخطأ الذي يرتبط بعلامة الصفر على الجهاز .
الخطأ الصفري هو الخطأ الذي يتعلق بشكل واضح بعلامة الصفر على أجهزة القياس، ويمكن تعريفه أيضًا على أنه الخطأ الذي تقرأه أجهزة القياس عندما يجب أن تكون قيمة القياس صفرًا أي أن المؤشر يجب أن يكون عند الصفر.
عادة ما يكون الخطأ في الجهاز نفسه أو الظروف المحيطة به والتي تغير في القيم المراد قراءتها، لذلك يجب تحديد حجم الخطأ الذي يظهر باستمرار ثم العمل على إزالته حتى يتم الحصول على قراءة صحيحة تمامًا دون أية أخطاء، وهذه الأخطاء التي تحدث بسبب الأدوات تسمى أخطاء منهجية يمكن التغلب عليها أيضًا من خلال الحصول على أدوات دقيقة لا يوجد بها أخطاء تقنية.[2]
أسباب الخطأ في القياس
- المعايير الخاطئة.
- الظروف المحيطة.
- القيم الخاطئة.
في الفيزياء خصيصًا والميكانيكا يتم استخدام أدوات دقيقة ومعينة لقياس قيم معينة، لذلك يتم تصنيع هذه الأدوات بدقة عالية كما يجب مراعاة الظروف المحيطة لأنها قد تؤثر على القيم الناتجة حيث من أسباب الخطأ في القياس:
المعايير الخاطئة: لا يتم تصنيع أداة قياس إلا على أساس معين من المعايرة، ومعايرة الأدوات تتم من خلال أجهزة مخصصة لهذه العملية وذلك لضمان جودة الأجهزة ودقتها، لأن أجهزة المعايرة مخصصة للتفريق بين الأجهزة المختلفة والتفاوت الموجود بين الأجهزة، فإذا حدث وكانت المعايير خاطئة أثناء التصنيع فإن الجهاز لا يخرج بالدقة المناسبة وكذلك القياسات فيما بعد.
الظروف المحيطة: الظروف المحيطة من أكثر الأشياء التي تسبب أخطاء في القياسات مثل درجة الحرارة والرطوبة والكثير من العوامل البيئية الأخرى، لذلك يجب أخذ هذه الظروف في الاعتبار أثناء معايرة الأجهزة لأن عملية المعايرة تعبر عن دقة الأجهزة فيما بعد، حيث يجب أن تكون الظروف في وقت المعايرة هي نفسها عند استخدام الجهاز مرة أخرى حتى تصبح القياسات الدقيقة مضبوطة.
القيم الخاطئة: عند استخدام جهاز القياس لأول مرة أو في مرات متتالية يجب الوضع في الاعتبار أن أجهزة القياس لها أنظمة تشغيل معينة حتى لو كانت تعمل يدويًّا، بمعنى أن الجهاز يكون مصممًا ألا يعمل إلا في ظروف معينة وبقيم معينة، لذلك إهمال هذا الجزء يؤدي بصورة مباشرة إلى أخطاء في القياسات.[3]
أخطاء القياس في الفيزياء
- أخطاء عشوائية.
- أخطاء منهجية.
الفيزياء من العلوم الدقيقة التي تحتاج إلى أدوات قياس مختلفة عن غيرها من العلوم الأخرى، لذلك يتم الاهتمام بهذه الأمور عند استخدام أي أداة من أدوات القياس ولكن قد تحدث أخطاء في الأدوات أثناء القياس، ومن الأخطاء التي قد تحدث:
أخطاء عشوائية: تحدث الأخطاء العشوائية كثيرًا في الفيزياء أثناء التجارب المختلفة وذلك بسبب عدم خبرة المجرب، أو ربما تكون أخطاء لا يعرف مصدرها، ويمكن تمثيل ذلك بتجربة السقوط الحر.
في تجربة السقوط الحر وحساب الوقت الذي يأخذه الشيء في السقوط، من الممكن أن يشغل المجرب الساعة في نفس اللحظة التي يسقط فيها الحجر أو بعدها أو قبلها بقليل، فيؤدي هذا إلى أخطاء في القراءة، مما تجعله يعتمد على تكرار التجربة وأخذ الإحصائيات أو المتوسط باستخدام معادلات معينة بحيث يكون الرقم أقرب إلى الصحيح.
أخطاء منهجية: تحدث الأخطاء المنهجية بسبب أخطاء معينة في النظام الذي نقوم بقياسه نفسه، أو ربما تكون المشكلة في الجهاز وعادة ما تكون المشكلة قد حدثت أثناء معايرة الجهاز، فإذا تم معايرة الجهاز بشكل خاطئ بدرجة تصل إلى %5 أعلى من المطلوب، فإن القراءة في كل مرة ستكون خاطئة بنسبة %5، ولكن فكرة تقدير الخطأ تجعلنا نستطيع تخمين القراءة الصحيحة بنقص نسبة الخطأ هذه من القيمة الناتجة من عملية القياس.[4]
أخطاء القياس وطرق معالجتها
- التأكد والتحقق من القياس.
- استخدام أجهزة دقيقة.
- الظروف المناسبة.
- الاختبار التجريبي.
قد تعرفنا على أخطاء القياس سابقًا سواء بوجه عام أو في الفيزياء، وهذه الأخطاء يمكننا تقليلها أو معالجتها والقضاء عليها بشكل كامل وذلك من خلال مجموعة من الحلول المختلفة، منها:
التأكد والتحقق من القياس: التأكد والتحقق من القياس من الأشياء المهمة بعد القياس، ويمكن عمل ذلك من خلال العمل مرتين بنفس المدخلات على ورقتي عمل حتى تتحقق من أن المدخلات واحدة بالإضافة إلى صحتها بجانب مقارنة النتائج بعد ذلك، فإذا كانت النتائج متساوية عرفت أنك تسير بشكل صحيح أما إذا كانت غير متساوية فيجب إعادة القياس مرة أخرى ومعرفة أي الأرقام هو الرقم الصحيح.
استخدام أجهزة دقيقة: أكثر أخطاء القياس التي تظهر مع المجربين يكون سببها أخطاء في أجهزة القياس نفسها والتي يكون سببها خطأ في المعايرة، لذلك عند القياس يجب التأكد من استخدام أجهزة دقيقة صنعت في ظروف مثالية وبأدوات وخامات لا تتأثر بالظروف المختلفة مما يضمن قياسات صحيحة ودقيقة.
الظروف المناسبة: أجهزة القياس بمختلف أنواعها عند صناعتها تتوفر لها ظروف مناسبة ومعينة يتم تحديدها بعد ذلك في أوراق الجهاز المستخدم حتى يضمن لك نتائج صحيحة، أما إذا لم تسر على الظروف التي حددها لك المصنع فمن الوارد بل من المؤكد أن نتائج القياسات ستخرج خاطئة، لذلك يجب التأكد من الظروف والإرشادات المحددة للجهاز قبل استخدامه.
الاختبار التجريبي: قبل استخدام الجهاز في القياسات المهمة والتي يعتمد عليها مجموعة من الأشياء التي لا تقبل الخطأ، يجب عمل اختبار تجريبي للجهاز على معطيات معينة تختلف عن المعطيات الأصلية للتجريب فقط حتى نضمن بعد ذلك أن الجهاز سيعمل بشكل جيد دون وجود أي احتمالية لأي خطأ.[5]
