- SAI SỐ HỆ THỐNG
a. Khái niệm:
- TCVN6165:2009 định nghĩa sai số hệ thống là thành phần sai số đo mà độ lớn cùa nó không đổi hoặc thay đổi theo cách có thể dự đoán được (Có quy luật) trong các phép đo lặp.
- Sai số hệ thống có thể gây ra do các nguyên nhân đã biết hoặc chưa biết và thường được khắc phục bằng hiệu chuẩn / kiểm định hoặc bằng cách bù một lượng phù hợp vào giá trị đo được. Sai số hệ thống bằng hiệu số giữa sai số đo và sai số ngẫu nhiên.
- Sai số của phép đo bao gồm sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên và bằng hiệu số giữa giá trị đo được và giá trị quy chiếu (tham chiếu)
- Thành phần chính của sai số hệ thống là độ chệch, độ tuyến tính và độ trôi.
b. Ví dụ về sai số hệ thống
- Một người có khối lượng 60.25kg (giá trị tham chiếu) được cân bằng một chiếc cân và có kết quả 60.50kg (giá trị đo được). Giả sử các sai số khác là không đáng kể thì cái cân này có sai số hệ thống là ±0.25kg.
2. ĐỘ CHỆCH VÀ ĐỘ TUYẾN TÍNH
a. Độ chệch
Độ chệch là độ khác biệt giữa giá trị tham chiếu và giá trị trung bình có được từ hệ thống đo lường.
Ghi chú 1: Theo hiệp hội sản xuất ô tô quốc tế. Độ chệch và độ tuyến tính được xem là chấp nhận được nếu giá trị của nó không khác biệt đáng kể về mặt thống kê so với giá trị “0”.
Ghi chú 2: Phương pháp đánh giá độ chệch dựa trên giả thuyết độ lặp (repeatability) của hệ thống nằm trong phạm vi chấp nhận.
b. Độ tuyến tính:
Độ tuyến tính (Linearity): Sự khác biệt của độ chệch (bias) theo độ lớn của giá trị đo. Ví dụ:
- Khi cân một vật có khối lượng 1.0kg (1000 gram) thiết bị có độ chệch là 5 gram.
- Khi cân một vật có khối lượng 10kg (10000 gram) thiết bị có độ chệch là 15 gram.
Mục đích của việc phân tích độ tuyến tính và độ chệch là nhằm đưa ra các giải pháp về hiệu chuẩn (calibration) và bù giá trị đo (compensation) thích hợp.
c. Phân tích độ tuyến tính và độ chệch (Gage linearity and bias study)
- Gage linearity và bias study là công cụ phân tích độ tuyến tính và độ chệch của thiết bị đo theo độ lớn của thang đo.
- Khi phân tích và đánh giá hệ thống đo lường, cần thiết phải phân tích và đánh giá đồng thời cả độ tuyến tính, độ chệch, độ ổn định, độ lặp, độ tái lặp, … vì tất các các yếu tố trên đều gây ra sai số đo lường.
- Chuẩn bị mẫu cho “gage linearity and bias study”: số mẫu tối thiểu để thực hiện “gage linearity and bias study” là 5 (theo AIAG). Mỗi mẫu đại diện cho một khoảng giá trị riêng biệt của thang đo. Ví dụ: Với một chiếc cân có thang đo từ 0-10kg. Ta cần tối thiểu 5 mẫu. Các mẫu có giá trị lần lượt nằm trong khoảng (0~2kg), (2~4kg), (4~6kg), (6~8kg), (8~10kg).
Các chú ý khi thu thập số liệu phục vụ phân tích gage linearity and bias study.
- Chuẩn bị mẫu: Người thực hiện phải biết giá trị tham chiếu của tất cả các mẫu. Nếu có thể, nên dùng các mẫu chuẩn để đảm bảo phân tích có kết quả chính xác.
- Các phép đo phải được thực hiện theo thứ tự ngẫu nhiên (giống như quá trình đo trong thực tế – không lặp lại phép đo nhiều lần liên tục trên cùng 1 chi tiết)
- Các mẫu được chọn phải đại diện cho các mức giá trị khác nhau của cả thang đo
- Một người đo thực hiện tất cả các phép đo cho từng mẫu và cho tất cả các mẫu. Số lần đo lặp lại cho từng mẫu phải đủ lớn để loại bỏ sai lệch gây ra do độ lặp (repeatability) không đảm bảo (độ tái lặp được coi là = 0 khi chỉ có 1 người đo)
