كيفية حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار

  
   

تعريف نسبة عدم اليقين في الاختبار

نسبة عدم اليقين في الاختبار أو TUR هو مصطلح شائع يستخدم في المعايرة. إنها نسبة التسامح أو مواصفات قياس الاختبار فيما يتعلق بعدم اليقين في نتائج القياس.

وفقا لدليل ANSI Z540.3 ، فإن التعريف الرسمي هو نسبة مدى تفاوت كمية القياس الخاضعة للمعايرة ، إلى ضعف عدم اليقين الموسع بنسبة 95٪ لعملية القياس المستخدمة في المعايرة.

  
   

مؤشر قدرة القياس

في بعض أجزاء العالم ، تعرف نسبة عدم اليقين في الاختبار باسم مؤشر قدرة القياس.

وفقا ل JCGM 106: 2012 ، فإن مؤشر قدرة القياس هو التسامح مقسوما على مضاعف عدم اليقين في القياس القياسي المرتبط بالقيمة المقاسة لخاصية عنصر ما.

 
بشكل أساسي ، نسبة عدم اليقين في الاختبار ومؤشر قدرة القياس هي نفسها. لذلك ، ستنطبق المعلومات الواردة في بقية هذا الدليل بالتساوي على مؤشر قدرة القياس.

  
   

الغرض من نسبة عدم اليقين في الاختبار

يستخدم TUR لتقييم مخاطر القياس والتحقق من استخدام أو ملاءمة طرق المعايرة وأنظمة القياس. التوصية الأكثر شيوعا للعديد من المعايرة هي 4: 1 TUR.

ومع ذلك ، نظرا للتقدم التكنولوجي ، ليست كل المعايرات قادرة على تلبية 4: 1 TUR. عند إجراء التقييمات ، تأكد من مقارنة حسابات TUR الخاصة بك بأنظمة القياس المماثلة. خلاف ذلك ، قد تضيع الكثير من الوقت والمال في مطاردة قيمة TUR التي لا يمكن الحصول عليها.

الآن بعد أن عرفت الغرض من TUR ، دعنا نتعلم كيفية حساب TUR حتى تتمكن من تقييم قدرات القياس الخاصة بك.

  
   

صيغة نسبة عدم اليقين في الاختبار

لحساب نسبة عدم اليقين في الاختبار ، يجب أن نعرف قيمة ما يلي:

• حد التسامح أو المواصفات ؛ و
• عدم اليقين في القياس.

بمجرد معرفة هذه المعلومات ، يمكنك استخدام المعادلة التالية لحساب TUR.

صيغة TUR

  
   

كيفية حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار

الآن بعد أن أصبح لديك معادلة TUR ، سأعلمك كيفية حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار خطوة بخطوة. باتباع الإرشادات أدناه لحساب TUR.

1. حدد معلمة القياس ،
2. ابحث عن حد (حدود) التسامح أو المواصفات ،
3. احسب عدم اليقين في القياس ،
4. اطرح حد التسامح الأعلى بحد التسامح الأدنى ،
5. اضرب عدم اليقين الموسع في 2 ،
6. اقسم نتيجة الخطوة 4 على نتيجة الخطوة 5 ، و
7. تقريب النتيجة إلى 2 أرقام معنوية.

 
في القسم التالي ، سترى كيفية حساب TUR في Microsoft Excel. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من أمثلة نسبة عدم اليقين في الاختبار الواردة أدناه.

  
   

حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار في Excel

الآن بعد أن أصبح لديك صيغة TUR وتعرف كيفية حسابها ، قد ترغب في حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار في Microsoft Excel أو Crystal Reports أو برامج مماثلة.

في الصورة أدناه ، سترى كيفية حساب TUR في Microsoft Excel.

 
ها هي الصيغة التي استخدمتها في الصورة أعلاه.

= جولة ((C5-C6) / (2 * C7) ، 1) &": 1 "

قد تختلف الخلايا أو الحقول في الصيغة الخاصة بك ، لكن الوظيفة لا تزال كما هي: احسب الفرق بين التفاوتين العلوية والسفلية ، وقسم النتيجة على ضعف عدم اليقين الموسع ، وتقريب النتيجة إلى منزلة عشرية واحدة.

  
   

أمثلة على نسبة عدم اليقين في الاختبار

يمكن أن يختلف حساب TUR بناء على سيناريوهات التفاوت المختلفة. في هذا القسم ، سوف تتعلم كيفية حساب TUR للعديد من المواقف الشائعة. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات، فيمكنك العثور على العديد من هذه السيناريوهات في كتيب ANSI Z540.3 وJCGM 106:2012.

السيناريوهات التي يغطيها هذا القسم هي:

1. التفاوتات المتماثلة ،
2. التفاوتات غير المتماثلة,
3. التفاوتات اللوغاريتمية ،
4. الحد الأقصى المسموح به للخطأ ، و
5. تفاوتات أحادية الجانب.

  
   

TUR للتفاوتات المتماثلة

يعد حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار للتفاوتات المتماثلة أمرا شائعا جدا. معظم فترات التسامح متماثلة حول القيمة الاسمية أو المستهدفة.

بالنسبة للتفاوتات المتماثلة ، احسب TUR باستخدام الصيغة الواردة أدناه.

 
في الصورة أدناه ، سترى حساب TUR لقياس 100 فولت تيار مستمر مع تفاوت ±1 فولت تيار مستمر (أي 1٪ من القراءة) وعدم يقين موسع يبلغ 0.25 فولت تيار مستمر (ثقة 95٪ حيث ك = 2).

 
نظرا لأن التفاوت متماثل ، يمكنك ببساطة تقسيم التفاوت على عدم اليقين الموسع لحساب 4: 1 TUR.

  
   

TUR للتفاوتات غير المتماثلة

في بعض الأحيان ، ستواجه تفاوتات غير متماثلة (أي أن التفاوتات العلوية والسفلية ليست متساوية في الحجم من القيمة المستهدفة أو القيمة الاسمية). ومع ذلك ، لا يزال بإمكانك حساب TUR.

بالنسبة للتفاوتات غير المتماثلة ، احسب نسبة عدم اليقين في الاختبار باستخدام الصيغة الواردة أدناه.

 
في الصورة أدناه ، سترى حساب TUR لقياس 100 فولت تيار مستمر مع حد تفاوت أعلى يبلغ 101.1 فولت تيار مستمر ، وحد تفاوت أقل يبلغ 99 فولت تيار مستمر ، وعدم يقين موسع يبلغ 0.25 فولت تيار مستمر (ثقة 95٪ حيث ك = 2).

 
نظرا لأن التفاوت غير متماثل ، يجب عليك أولا طرح حد التفاوت الأعلى بحد التفاوت الأدنى. ثم اقسم النتيجة على ضعف عدم اليقين الموسع.

ينتج عن الحساب 4: 1 TUR.

  
   

TUR للتفاوتات اللوغاريتمية

التفاوتات اللوغاريتمية شائعة لأنواع معينة من القياسات مثل مستوى طاقة التردد اللاسلكي ومستوى طاقة الصوت.

للوهلة الأولى ، قد تبدو التفاوتات متماثلة. ومع ذلك ، فهم ليسوا كذلك.

بالنسبة للتفاوتات اللوغاريتمية ، يجب عليك أولا تحويل القيم إلى قيم خطية. بعد ذلك ، احسب نسبة عدم اليقين في الاختبار باستخدام الصيغة الواردة أدناه.

 
في الصورة أدناه ، سترى حساب TUR لمستوى طاقة 20 ديسيبل ميلي واط مع تفاوت ±1 ديسيبل ميلي واط وتوسيع 0.25 ديسيبل ميلي واط (ثقة 95٪ حيث ك = 2).

 
في البداية ، يبدو أن التفاوتات العلوية والسفلية متماثلة. ومع ذلك ، عند تحويل القيم اللوغاريتمية إلى قيم خطية ، ستلاحظ أن التفاوتات ليست متماثلة.

نظرا لأن التفاوت غير متماثل ، يجب عليك أولا طرح حد التفاوت الأعلى بحد التفاوت الأدنى. ثم اقسم النتيجة على ضعف عدم اليقين الموسع.

ينتج عن الحساب 4: 1 TUR.

  
   

TUR للحد الأقصى المسموح به للخطأ

الحد الأقصى للخطأ المسموح به (MPE) هو تفاوت شائع يعطى للأدوات ، مثل كتل المعايرة. يجب التعامل مع MPE على أنه تحمل متماثل. لذلك ، ستحتاج إلى استخدام الصيغة أدناه لحساب نسبة عدم اليقين في الاختبار

 
في الصورة أدناه ، سترى الحد الأقصى للخطأ المسموح به لوزن ASTM Class 1 1 كجم وعدم يقين موسع يبلغ 0.5 مجم (ثقة 95٪ حيث k = 2).

 
نظرا لأن التسامح متماثل ، يمكنك ببساطة تقسيم الحد الأقصى للخطأ المسموح به على عدم اليقين الموسع لحساب 4: 1 TUR.

  
   

TUR للتسامح من جانب واحد

التفاوتات أحادية الجانب شائعة. ومع ذلك ، لا توفر وثائق المعايير حلا لحساب TUR. في الواقع ، ينص دليل ANSI Z540.3 على أن صيغة نسبة عدم اليقين للاختبار تنطبق فقط على التفاوتات ذات الوجهين.

هذا يسبب مشكلة ، وأتلقى الكثير من الأسئلة من الأشخاص الذين يسألون عن كيفية حساب TUR للتفاوتات أحادية الجانب.

من الناحية الفنية ، لا يبدو أن هناك حلا رسميا. حتى الآن ، لم أجد واحدة.

ومع ذلك ، أوصي باستخدام الصيغة أدناه كحل مؤقت.

 
الآن ، تفترض هذه الصيغة أن القياس الخاص بك له قيمة اسمية أو مستهدفة. إذا لم يحدث ذلك ، فاستبدل القيمة الاسمية أو القيمة المستهدفة بمتوسط قيمة القياس من مجموعة من القياسات المتكررة.

يتم دعم هذه الطريقة من خلال الموارد التالية المرتبطة أدناه.

المورد الأول هو مقالة دعم من البرنامج الإحصائي ، Minitab ، حيث يجيبون على كيفية حساب Minitab ٪ Tolerance مع تفاوت من جانب واحد.

• انقر هنا لقراءة حساب النسبة المئوية للتسامح مع التسامح من جانب واحد

المورد الثاني هو ورقة مؤتمر حول تحليل نظام القياس للتسامح من جانب واحد.

• انقر هنا لقراءة تحليل نظام القياس للتسامح من جانب واحد

أوصي بحساب الفرق بين حد التفاوت والقيمة الاسمية. ثم قسمة النتيجة على عدم اليقين الموسع.

 
في بعض الحالات ، قد يذهب الجانب الآخر من التسامح إلى ما لا نهاية. ومع ذلك ، أود أن أركز على الفاصل الزمني بين القيمة المتوسطة أو الاسمية وحد التسامح. سيضمن ذلك تقييم TUR بشكل صحيح.

  
   

خاتمة

نسبة عدم اليقين في الاختبار هي مقياس شائع يستخدم لتحديد مدى ملاءمة طرق ومعدات المعايرة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تجد استخدامات جديدة لقواعد قرار القبول البسيطة.

إذا كان TUR الخاص بك 4: 1 أو أكبر ، فهذا رائع! أنت تفي بالمتطلبات العامة لما يعتبره معظم الناس نسبة جيدة. إذا كان معدل التراث الخاص بك أقل من 4: 1 ، فقد ترغب في تقييم نتائجك بشكل أكبر لتحديد مخاطر القياس.

لن تفي جميع القياسات أو المعايرة بمعدل 4: 1 TUR. هذا غير ممكن. ابحث عن ما هو TUR المقبول بشكل عام لنظام القياس الخاص بك وقارن نسبة عدم اليقين في الاختبار به.

يجب أن يغطي هذا الدليل كل ما تحتاج لمعرفته حول TUR ، بما في ذلك:

• ما هي نسبة عدم اليقين في الاختبار؟
• ما هي صيغة TUR؟
• كيف تحسب TUR؟
• كيفية حساب TUR لسيناريوهات التسامح المختلفة؟

الآن بعد أن أصبح لديك كل ما تحتاجه ، ابدأ في حساب نسبة عدم اليقين في الاختبار بنفسك ؛ أو يمكنك تنزيل حاسبة TUR الخاصة بي مجانا بالنقر هنا.

إذا كنت معتمدا من ISO / IEC 17025 من A2LA أو UKAS ، فتأكد من قراءة دليلي حول قواعد قرار القبول البسيط لمعرفة كيف يمكنك استخدام TUR لأخذ عدم اليقين في الاعتبار.

——
تم نشر هذه المقالة في الأصل في 27 أكتوبر 2014 وتم تحديثها في 07/17/2023.