▷ 測定誤差: 測定誤差の内容、種類、原因、例

この記事では、測定誤差とは何かについて説明します。測定誤差の意味、さまざまな種類の測定誤差、およびそれらの考えられる原因がわかります。

測定誤差とは何ですか?

測定エラー(または測定エラー) は、数量を測定するときに発生する失敗です。したがって、測定誤差は測定値と実際の値の差です。

工学や物理学では、実験中に測定エラーが発生することがよくあります。注意測定誤差を最小限に抑えるように配慮されていますが、多くの観測値を測定すると測定誤差が生じる可能性があります。

したがって、通常は退屈な作業ですが、量を測定するプロセスでは、測定誤差を最小限に抑えるために注意を払う必要があります。

測定誤差の定義がわかったので、概念をよりよく理解するためにさまざまな種類の測定誤差が何であるかを見てみましょう。

測定誤差の性質に応じて、次の 2 つのタイプに分類できます。

ランダム測定誤差: 発生原因が不明な測定誤差の一種。同じ条件で実験を行うと、理由がわからないままわずかに異なる結果が得られることがあります。
体系的な測定誤差: このタイプの測定誤差は一定であるため、それを引き起こす法則またはメカニズムは既知です。測定誤差には特定の原因があるため、複数の実験を行っても測定値と実際の値とのずれは一般に同じになります。

一方、測定誤差は、測定値と実際の値との差を計算することで評価できます。したがって、絶対誤差と相対誤差は区別されます。

$E_{abs}=X_{\text{mesuré}}-X_{\text{real}}$

$E_{rel} (\% )=\cfrac{X_{\text{measured}}-X_{\text{real}}}{X_{\text{real}}}\cdot 100$

測定誤差を引き起こす原因はいくつかあります。

測定器による測定誤差: 測定器の設計または製造上の欠陥によって測定誤差が発生する可能性があります。同様に、多くの測定を行う際のデバイスの磨耗も測定プロセスに影響を与える可能性があります。
作業者による測定ミス: 測定器を正しく取り扱うことは、間違いを避けるために重要です。したがって、オペレータは、測定値を読み取る際に測定エラー、測定装置の不適切な位置決めによるエラー、さらには疲労によるエラーを起こす可能性があります。
環境要因による測定誤差: 実験を行う際には、環境条件も考慮する必要があります。したがって、温度が非常に高い場合、または非常に低い場合、金属物体はそれぞれ膨張または収縮します。さらに、ほこり、湿度、圧力などの要因が測定プロセスに影響を与える可能性があります。
部品の幾何公差による測定誤差: 測定時に部品に大きな力が加わり、変形が生じる可能性があります。

最後に、測定誤差とは何かをよりよく理解するために、測定誤差の例をいくつか見ていきます。

小さな部品は変形しやすいため、測定誤差が発生しやすいです。たとえば、マイクロメーターを使用して部品を強く押しすぎると、部品が変形し、測定された寸法が実際より小さくなります。
一般的な測定エラーのもう 1 つの例は、視覚的な問題によって発生するものです。オペレーターに視覚の問題がある場合、測定器で誤った値を読み取ることになり、測定にエラーが発生します。
特定の寸法の長さを太陽の下で測定すると、材料がわずかに膨張する可能性が高いため、実際よりも大きな測定値が得られます。
一部の測定器は、測定を開始する前にまず校正する必要があります。したがって、機器が事前に校正されていない場合、不正確な測定値が得られます。
連続して複数の測定を行う場合、疲労により測定誤差が生じる場合があります。測定プロセスは通常単調ですが、注意を払い、必要に応じて休憩を取る必要があります。