ما مقدار دقة قياس الأداة المستخدمة في القياسات؟

ما مقدار دقة قياس الأداة المستخدمة في القياسات؟ ، حيث إن أدوات القياس المستخدمة يكون لها دقة قياس محددة، ولا توجد أداة قياس ذات دقة مطلقة، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن القياسات وعن أدوات القياس، كما وسنوضح ما مقدار دقة أدوات القياس.

القياسات وأدوات القياس

عملية القياس (بالإنجليزية: Measurement Process)، هي عملية تحديد البعد المراد قياسه بواسطة جهاز قياس له وحدة قياس معلومة، حيث تسمح عملية القياس بتحديد قيمة البعد المقاس بقيمة عددية بالنسبة لوحدة القياس المعلومة، أما أداة القياس فهو جهاز يستخدم لقياس الكمية المادية، وهناك العديد من أشكال وأنواع الأدوات المستخدمة في القياس، وقد تطورت هذه الادوات على مر السنين، وعلى سبيل المثال كان الإنسان في العصور القديمة جداً يستخدم جسده أو بعض الأشياء المحيطه به كأداة للقياس، مثل القدم والشبر والعصا، ولكن ومع تقدم الزمن أصبحت هناك أدوات قياس أكثر دقة نسبياً من الأدوات السابقة، فظهرت بعض الأدوات مثل المسطرة والميزان القديم والشريط المرقم، أما في الوقت الحالي يتم إستخدام أدوات قياس ذات دقة عالية جداً مثل الميكرومتر وجهاز الليزر لقياس الطول والميزان الإلكتروني لقياس الوزن وغيرها من أدوات القياس الدقيقة نسبياً.

وفي الواقع لا يمكن أن تكون عملية القياس مكتملة بدون وحدة قياس تعبر عن الشيء المقاس في العملية، وعلى سبيل المثال عند القول أن طول العصا هو 2 فقط دون ذكر الوحدة، فإن هذا سيكون محيراً نوعاً ما، فما هو المقصود يالرقم 2، ولكن عند القول أن طول العصا 2 متر فهذا القياس يكون مكتمل، وذلك بسبب وجود الوحدة التي تعبر عن القياس.[1]

شاهد ايضاً: اتفاق نتائج القياس مع القيمة المقبولة في القياس يسمى

ما مقدار دقة قياس الأداة المستخدمة في القياسات؟

إن مقدار دقة قياس الأداة المستخدمة في القياسات تكون بمقدار نصف أقل قيمة يمكن قياسها بأداة القياس، ولكن تختلف الدقة بإختلاف أداة القياس، حيث إن الدقة هي قدرة الأداة على قياس القيمة الدقيقة، وبعبارة أخرى إن الدقة هي قرب القيمة المقاسة من القيمة المعيارية أو الحقيقية، ويتم تصنيف دقة النظام بالطرق التالية:[2]

• دقة النقطة (بالإنجليزية: Point Accuracy): حيث تعني دقة النقطة أن دقة أداة القياس تكون فقط عند نقطة معينة على مقياسها، ولا تعطي هذه الدقة أي معلومات حول الدقة العامة للأداة.
• نطاق دقة القياس (بالإنجليزية: Accuracy Scale Range): حيث يحدد نطاق المقياس الموحد دقة الأداة، وعلى سبيل المثال عند إستخدام أداة ذات دقة ± 0.5 فإن أداة القياس تعتبر دقيقة في القياسات الكبيرة مثل القياسات التي تزيد عن 100، وتعتبر نفس الأداة غير دقيقة عند إستخدامها في قياس أقل أو يساوي 0.5.
• الدقة بالنسبة للقيمة الحقيقية (بالإنجليزية: Accuracy of True Value): حيث يتم تحديد هذا النوع من الدقة للأدوات من خلال تحديد القيمة المقاسة فيما يتعلق بقيمتها الحقيقية، ويتم إهمال دقة الأدوات بنسبة تصل إلى ± 0.5 بالمائة من القيمة الحقيقية.

شاهد ايضاً: هل يؤثر اختلاف الزاوية في دقة القياسات التي تجريها

أنواع أخطاء القياس

إن في كل عملية للقياس يوجد هناك أخطاء تحدث، وإن هذه الأخطاء تكون بسبب عدة عوامل، وعلى سبيل المثال قد يكون خطأ القياس بسبب كفاءة جهاز القياس المستخدم، أو بسبب قدرة ومهارة الشخص الذي يقوم بالقياس، أو حتى بسبب طريقة وظروف عملية القياس، ويتم تعريف خطأ القياس على أنه الفرق بين القيمة الحقيقية والقيمة المقاسة، والقيمة الحقيقية هي متوسط العدد اللامتناهي للقياسات، أما القيمة المقاسة هي القيمة الدقيقة، وفي ما يلي أنواع أخطاء القياس، وهي كالأتي:[3]

الأخطاء الإجمالية

الأخطاء الإجمالية (بالإنجليزية: Gross Errors)، حيث تحدث الأخطاء الإجمالية بسبب الأخطاء البشرية، وعلى سبيل المثال أن الشخص الذي يستخدم الأدوات قد يأخذ القراءة الخاطئة، أو قد يقوم بتسجيل البيانات غير الصحيحة، وإن هذا النوع من الخطأ شائع جداً في القياس، ولكن هناك ثلاث طرق لتقليل هذا النوع من الأخطاء وهي كالأتي:

• يجب أن تؤخذ القراءة بعناية شديدة.
• يجب أخذ قراءتين أو أكثر لكمية القياس.
• يتم أخذ القراءات من قبل شخص مختلف في كل مرة، وفي نقطة مختلفة لإزالة الخطأ.

الأخطاء النظامية

الأخطاء النظامية (بالإنجليزية: Systematic Errors)، هو جزء من الخطأ المطلق والذي يبقى ثابت دائماً عند تكرار عملية
القياس لنفس الكمية، ويتم تصنيف الأخطاء النظامية بشكل أساسي إلى ثلاث فئات وهي كالأتي:

• خطأ الوسيلة (بالإنجليزية: Instrumental Errors): حيث أنه قد ينتج هذا النوع من الأخطاء بسبب كفاءة أداة القياس أو بسبب إساءة إستخدام الأداة، أو بسبب تأثير التحميل، وإن تأثير التحميل يعني تحميل أداة القياس قيمة أكثر من القيمة التي يمكنها قياسها.
• الأخطاء البيئية (بالإنجليزية: Environmental Errors): حيث إن هذه الأخطاء ناتجة عن الحالة الخارجية لأجهزة القياس، وتحدث هذه الأنواع من الأخطاء بشكل أساسي بسبب تأثير درجة الحرارة والضغط والرطوبة والغبار والإهتزاز، أو بسبب تأثير المجال المغناطيسي أو الكهروستاتيكي على الجهاز.
• أخطاء المراقبة (بالإنجليزية: Observational Errors): حيث إن هذه الأنواع من الأخطاء ترجع إلى الملاحظة الخاطئة للقراءة أثناء القياس.

الأخطاء العشوائية

الأخطاء العشوائية (بالإنجليزية: Random Errors)، حيث إن هذا النوع من الأخطاء يحدث بطريقة عشوائية لا يمكن التكهن بها ومن الصعب إستنباطه، ويتم الكشف عن هذه الأخطاء عن طريق تكرار قياس كمية ما بجهاز القياس نفسه وفى الظروف نفسها، ثم يتم تعيين الحدود القصوى والصغرى التي يقع ضمنها الخطأ العشوائي.

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا ما مقدار دقة قياس الأداة المستخدمة في القياسات؟، كما ووضحنا نبذة تفصيلية عن القياسات وأدوات القياس، وذكرنا جميع أنواع أخطاء القياس التي قد تحدث أثناء عملية القياس.