Повторяемость измерений
В даташите датчика влажности рядом стоят «точность ±5 %» и «повторяемость ±1 %». Это разные свойства: первое говорит, насколько показание далеко от истины, второе — насколько показания совпадают между собой при одинаковых условиях. Разбираем определения VIM и пример DHT11.
Обновлено Редакция GAW
Повторяемость измерений (measurement repeatability) — прецизионность измерений при условиях повторяемости, то есть степень близости результатов повторных измерений одного объекта (VIM, JCGM 200:2012, п. 2.21). Условия повторяемости VIM перечисляет явно (п. 2.20): та же методика, те же операторы, та же измерительная система, те же рабочие условия и то же место, повторные измерения за короткий период.
Повторяемость, промежуточная прецизионность, воспроизводимость
| Понятие (VIM) | Что остаётся тем же | Что меняется |
|---|---|---|
| Повторяемость, п. 2.21 | методика, оператор, прибор, условия, место | ничего, короткий период |
| Промежуточная прецизионность, п. 2.23 | методика, место | время (долгий период), могут меняться калибровки, операторы, приборы |
| Воспроизводимость, п. 2.25 | объект измерения | место, операторы, измерительные системы |
Чем больше меняется, тем шире разброс. Поэтому, сравнивая два прибора, полезно понимать, при каких условиях получены цифры: повторяемость одного экземпляра на столе ничего не говорит о том, как разойдутся два экземпляра на разных объектах.
Повторяемость — не точность
Повторяемость описывает только случайную составляющую: насколько показания совпадают между собой. Постоянный сдвиг всех показаний она не видит — это систематическая погрешность. Разница хорошо видна в паспорте датчика DHT11 (разд. 5):
| Параметр DHT11 | Влажность | Температура |
|---|---|---|
| Повторяемость | ±1 % RH | ±0,2 °C |
| Точность при 25 °C | ±5 % RH | ±2 °C |
Датчик стабильно показывает одно и то же, но это «одно и то же» может отличаться от истины в несколько раз сильнее, чем разброс. Подробнее о разнице понятий — в термине «Точность и разрешение измерения», о самом датчике — в карточке DHT11 и DHT22.
Где это пригодится
Стандартное отклонение серии отсчётов при условиях повторяемости — готовая оценка типа A для неопределённости измерения (VIM, п. 2.28). Хорошая повторяемость при плохой точности — повод откалибровать прибор: постоянный сдвиг убирается поправкой, а случайный разброс — нет, его можно только усреднить.
Частые вопросы
Чем повторяемость отличается от воспроизводимости?
Условиями. Повторяемость — разброс при тех же методике, операторе, приборе, рабочих условиях и месте за короткий срок (VIM, п. 2.20–2.21). Воспроизводимость — разброс, когда меняются место, операторы и измерительные системы (п. 2.24–2.25). Воспроизводимость почти всегда хуже.
Если повторяемость хорошая, датчик точный?
Нет. У DHT11 повторяемость по температуре ±0,2 °C, а точность ±2 °C (DHT11 Product Manual, разд. 5): показания хорошо совпадают между собой, но могут быть одинаково сдвинуты на градус-другой. Сдвиг — это систематическая погрешность, её убирают калибровкой по эталону.
Как проверить повторяемость самому?
Сделать серию отсчётов подряд, не меняя ничего: тот же прибор, та же схема, тот же объект, короткий промежуток времени. Стандартное отклонение серии — оценка повторяемости и одновременно оценка неопределённости типа A (VIM, п. 2.28).
Источники
- JCGM 200:2012. International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM), 3rd edition — 2.20: условие повторяемости — та же методика, те же операторы, та же измерительная система, те же рабочие условия и то же место, повторные измерения одного или подобных объектов за короткий период; 2.21: повторяемость — прецизионность при условиях повторяемости; 2.22–2.23: промежуточная прецизионность — та же методика и место, длительный период, могут меняться калибровки, операторы, системы; 2.24: условие воспроизводимости — разные места, операторы, измерительные системы; 2.25: воспроизводимость — прецизионность при условиях воспроизводимости; 2.28: оценка неопределённости типа A по значениям, полученным при условиях повторяемости, промежуточной прецизионности или воспроизводимости
- Aosong Electronics. DHT11 Product Manual (англ., ранняя редакция без номера) — архивная копия официального файла; разд. 5 «Product parameters»: влажность — повторяемость ±1 % RH, точность при 25 °C ±5 % RH, гистерезис < ±0,3 % RH, долговременная стабильность < ±0,5 % RH в год; температура — повторяемость ±0,2 °C, точность при 25 °C ±2 °C
Нашли ошибку?
Смотрите также
- Точность и разрешение измеренияЧем точность отличается от разрешения и повторяемости
- Неопределённость измеренияПараметр разброса значений, приписываемых измеряемой величине; оценки типа A и B
- Систематическая погрешностьПостоянная или предсказуемая часть погрешности; случайная — непредсказуемая
- DHT11 и DHT22Датчики влажности по одному проводу: точность, формат 40 бит, тайминги, подтяжка
- ГистерезисДва порога переключения против дребезга, триггер Шмитта