▷ 측정 오류: 오류의 종류, 원인 및 예

이 문서에서는 측정 오류가 무엇인지 설명합니다. 측정 오류의 의미, 측정 오류의 다양한 유형 및 가능한 원인을 확인할 수 있습니다.

측정 오류란 무엇입니까?

측정 오류 (또는 측정 오류 )는 수량을 측정할 때 발생하는 오류입니다. 따라서 측정 오류는 측정된 값과 실제 값의 차이입니다.

공학과 물리학에서는 실험 중에 측정 오류를 범하는 것이 일반적입니다. 주의 가능한 측정 오류를 최소화하기 위해 노력하지만, 많은 관찰을 측정하면 측정 오류가 발생할 가능성이 높습니다.

그러므로 일반적으로 지루한 작업이더라도 수량을 측정하는 과정에서는 측정 오류를 최소화하기 위해 주의를 기울여야 합니다.

이제 측정 오류의 정의를 알았으므로 개념을 더 잘 이해하기 위해 다양한 유형의 측정 오류가 무엇인지 살펴보겠습니다.

측정 오류의 특성에 따라 다음 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

무작위 측정 오류 : 발생 원인을 알 수 없는 측정 오류의 한 유형입니다. 때로는 동일한 조건에서 실험을 진행하다 보면 이유도 모른 채 조금씩 다른 결과가 나올 수도 있습니다.
체계적인 측정 오류 : 이러한 유형의 측정 오류는 일정하게 유지되므로 이를 유발하는 법칙이나 메커니즘이 알려져 있습니다. 측정 오류에는 특정한 원인이 있기 때문에 여러 실험을 수행할 때 측정된 값과 실제 값의 편차는 일반적으로 동일합니다.

한편, 측정된 값과 실제 값의 차이를 계산하여 측정 오류를 평가할 수 있습니다. 따라서 절대오차와 상대오차가 구분됩니다.

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

상대오차 : 측정값과 실제값의 상대적인 차이입니다. 따라서 상대 오차는 절대 오차를 실제 값으로 나눈 것과 같습니다. 일반적으로 백분율로 표시됩니다.

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

측정 오류를 일으키는 원인은 다음과 같습니다.

측정기기에 의한 측정오차 : 측정기기의 설계 또는 제조상의 결함으로 인해 측정오차가 발생할 수 있습니다. 마찬가지로, 여러 번 측정하는 동안 장치가 마모되거나 찢어지면 측정 프로세스에 영향을 줄 수 있습니다.
작업자에 의한 측정 오류 : 오류가 발생하지 않도록 측정기를 올바르게 취급하는 것이 중요합니다. 따라서 작업자는 측정값을 읽을 때 측정 오류, 측정 장치의 잘못된 위치 지정으로 인한 오류 또는 피로로 인한 오류를 범할 수 있습니다.
환경 요인으로 인한 측정 오류 : 실험을 수행할 때 환경 조건도 고려해야 합니다. 따라서 온도가 매우 높거나 매우 낮으면 금속 물체가 각각 팽창하거나 수축합니다. 또한 무엇보다도 먼지, 습도, 압력 등이 측정 프로세스에 영향을 미칠 수 있습니다.
부품의 기하학적 공차로 인한 측정 오류 : 측정 시 부품에 너무 큰 힘이 가해져 변형이 발생할 수 있습니다.

마지막으로 측정 오류가 무엇인지 더 잘 이해하기 위해 측정 오류의 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.

작은 조각은 쉽게 변형되기 때문에 측정 오류가 발생하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, 마이크로미터 를 사용하여 부품을 너무 세게 누르면 부품이 변형되어 측정된 치수가 실제보다 작아집니다.
일반적인 측정 오류의 또 다른 예는 시각적 문제로 인해 발생하는 오류입니다. 작업자가 시력에 문제가 있는 경우 장비에서 잘못된 값을 읽을 수 있으므로 측정 시 오류가 발생합니다.
특정 치수의 길이를 태양 아래에서 측정하면 재료가 약간 팽창할 가능성이 높으므로 실제보다 더 큰 측정값을 얻게 됩니다.
일부 측정 장비는 측정을 시작하기 전에 먼저 교정해야 합니다. 따라서 장비를 사전에 교정하지 않으면 잘못된 측정 값을 제공하게 됩니다.
여러 측정을 연속해서 수행할 경우 피로로 인해 측정 오류가 발생할 수 있습니다. 측정 과정은 일반적으로 단조롭지만 주의를 기울이고 필요한 경우 휴식을 취해야 합니다.