Mittaustulosten tarkkuus

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Moi,

Ostin vaa'an. Kahdella eka punnituksella oli eroa 1kg. Tuosta aloin pähkäilemään että onko vaaka rikki ja mitenkäs mittaustuloksista laskettiinkaan tulos niin että voidaan odottaa tuloksen olevan esim. 95% todennäköisyydellä oikein? Tässä täytyy olettaa että mittaustulokseen ei vaikuta mikään systemaattinen virhe ja virhe jakautuu normaalijakauman mukaisesti.

Kommentit (14)

Remonttimies
Seuraa 
Viestejä477
Liittynyt9.7.2008
Lyde
Moi,

Ostin vaa'an. Kahdella eka punnituksella oli eroa 1kg. Tuosta aloin pähkäilemään että onko vaaka rikki ja mitenkäs mittaustuloksista laskettiinkaan tulos niin että voidaan odottaa tuloksen olevan esim. 95% todennäköisyydellä oikein? Tässä täytyy olettaa että mittaustulokseen ei vaikuta mikään systemaattinen virhe ja virhe jakautuu normaalijakauman mukaisesti.




Jos vaaka näyttää esim. 56,6 kg, ei tuon lukeman perusteella voi tehdä suurempia analyysejä. Toistamalla mittaus useampaan kertaan, saat selville kyseisen arvon jakauman, joka voi vaihdelle esim. normaalijakauman mukaan. Monesti normaalijakauma jää haaveeksi, joskin tilastonikkarit sitä käyttävät, "helppojen" jälkilaskentojen takia esim 95 %:n luottamusvälin saamiseksi. Mittaussysteemeillä on monesti isoja poikkeama havaintoja, jotka pois sulkevat normaalijakauman. Ne on kuitenkin helppo putsata pois "out layereina" ilman sen parempaa miettimistä.

Vaa'alle pitäisi tietysti olla tehtynä MSA (measurement system analysis) valmistajan puolesta. Se että voisit mittaustuloksia käyttää johonkin järkevään pitäisi selvittää ainakin systeemin toistettavuus, uusittavuus ja suhde tosimittaan.

Toistettavuudessa teet mittauksia mittalaitteella kattaen sen koko arvoalueen, esim vaa'an tapauksessa käytät 1 kg:n välein punnuksia ja mittaat mitä vaaka näyttää. Toista testi ainakin kolmesti (mieluummin enemmän toistoja kuin vähemmän). Näin saat näkemyksen siitä, miten mittalaite toistaa tulokset, kun mitattava tekijä pysyy samana.

Uusittavuudessa joku toinen tekee mittauksia vaa'allasi kattaen koko arvoalueen. Toistetaan tämäkin testi ainakin kolmesti. Näin saat näkemyksen siitä, miten mittalaitteet "uusii" tulokset, kun mitattava tekijä pysyy samana, mutta mittauksentekijä vaihtuu. Tässä voi myös tutkia mitä tapahtuu, kun mittalaitteen vaihtaa toiseen vastaavaan. Joskus mittalaitteen vaihtaminen ei onnistu, mutta mittauksen tekijä voidaan kuitenkin yleensä vaihtaa toiseksi.

Pysyvyys pitäisi myös selvittää, eli muuttuuko mittalaitteen antamat arvot esim. ajan funktiona. Yleisiä muita selvitettäviä tekijöitä ovat esim. lämpötila, kosteus, tärinä...

Tosimittatestissä testataan mittalaitteen eroa tosimittaan. Tosimitta on yleensä hankalahko järjestään, mutta vaa'an tapauksessa punnuksia voitaneen käyttää tosimittoina, jos niiden massa tiedetään. Punnukset on tietysti mitattu jollakin mittarilla ja pitäisi itse asiassa saada tämän mittarin tiedot, jotta asian voi varmistaa.

Tuloksista voit analysoida mm. onko tuloksissa lineaarisuutta eli kasvaako mahdollinen virhe punnuksien painon tai mittausajankohdan funktiona.

Tässä pähkinän kuoressa se, mitä mittaussysteemistä kannattaa lähteä selvittämään ennenkuin alkaa mittaamaan ns. "tuotantomittauksia". Itse en usko mihinkään mittalaiseen, ennen kuin olen nähnyt dokumentit vähintään ylläolevista asioista (on tietysti paljon muutakin vielä).

Vierailija

Mie nyt hain tallaista :

1. mittasin painon 74.1, 74.1, 74,1 ja 75.3
(tuo viimeinen pitäisi dropata mutta kun haluan jotain järkeviä lukuja niin jätän sen laskuihin)

2. Mittauksia on 4, keskiarvoksi tulee 74.4

3. Keskihajonta s=0.6

4. Keskiarvon keskivirhe sx=0.3

niin tuosta voidaan suoraan sanoa että seuraava mittaus antaa 68% todennäköisyydellä välillä 74.4 +- 0.3 kg.

Mikäs tulos olisi 95% todennäköisyydellä?

(Ilman että saivarrellaan lähtötiedoista.)

Vierailija

On on..
Se viimeinen arvo poikkeaa paljon ja vaikuttaa keskiarvoon 1/4 x poikkeama koskapa on neljä mittausta. Mittausarvoista näkee heti että normaalijakaumaa ei pitäisi käyttää, mutta käytän kuitenkin.

Remonttimies
Seuraa 
Viestejä477
Liittynyt9.7.2008

Normaalijaukauman aikaansaamiseksi sellaset 30 mittausta on hyvä alku.

Tosimittatestauksen voi aloittaa ottamalla marketissa punnitun 2.xxx - 4.xxx kg:n perunapussin ja katsomalla mitä vaakasi näyttää sille. Marketissakin voisi varmistaa muutamalla extra punnituksella tarkkuuden ja isoissa kaupoissa niitä vaakoja riittää - ei muuta kuin kiertämään ja jokaisesta punnituksesta tarra messiin. Näissä markettien vaaoissa on varmaan jotkin kalibrointitodistuksetkin olemassa - ei muuta kuin myyjiä häiritsemään omituisilla kysymyksillä Ollaanko linjassa tosimitan kanssa vai onko heittoa?

Vierailija

Vaakasi on viallinen, sellaisen laitteen tuloksia ei pidä sekoittaa normaalijakaumaan. Ei kannata käyttää tai säilyttää vaakaa kosteissa tiloissa.

Ostohetkellä siihen laitteeseen on ilmoitettu pari asiaa: Mittausherkkyys ja mittaustarkkuus. Jos jommassakummassa on heittoa takuuaikana, vie vaakasi korjaukseen.

Vikalaitetta ei auta, vaikka sen kuinkahyvin kalibroisi.

Isoisäni oikean painon sai selville rautatieaseman rahtivaa'alla, vaikka kotivaaka näytti ihan järjellisiä lukemia.

Remonttimies
Seuraa 
Viestejä477
Liittynyt9.7.2008
Lyde
Mie nyt hain tallaista :

1. mittasin painon 74.1, 74.1, 74,1 ja 75.3
(tuo viimeinen pitäisi dropata mutta kun haluan jotain järkeviä lukuja niin jätän sen laskuihin)

2. Mittauksia on 4, keskiarvoksi tulee 74.4

3. Keskihajonta s=0.6

4. Keskiarvon keskivirhe sx=0.3

niin tuosta voidaan suoraan sanoa että seuraava mittaus antaa 68% todennäköisyydellä välillä 74.4 +- 0.3 kg.

Mikäs tulos olisi 95% todennäköisyydellä?

(Ilman että saivarrellaan lähtötiedoista.)


Lähtötiedoista on hyvä aina saivarrella. Mitenkä teit mittaukset? Laitoitko vaa'an vain päälle ja sitten 4 toistoa perä perää? Itse lähtisin siitä, että jokainen toisto on oma mittauksensa lähtökohdista lähtien ja näin sammuttaisin vaa'an mittausten välissä.

Eikös tuo 2 sigmaa ole n. 95 %:n luottamusväli eli ilman saivarteluja 74.4 +- 1.2 kg. Tuosta seuraa korjaus myös 68 %:n luottamusväliin joka siis on 74.4 +- 0.6 kg. Mutta suosittelen tekemään uudelleen vähintään 20 mittauksen setin itsenäisinä mittauksina ja tekemään kalkulointi sitten uudelleen.

Remonttimies
Seuraa 
Viestejä477
Liittynyt9.7.2008
TPa
Ostohetkellä siihen laitteeseen on ilmoitettu pari asiaa: Mittausherkkyys ja mittaustarkkuus. Jos jommassakummassa on heittoa takuuaikana, vie vaakasi korjaukseen.

Vikalaitetta ei auta, vaikka sen kuinkahyvin kalibroisi.


Kyllä vaa'at näyttää välillä paljonkin pieleen, jos seisoo vähän sivussa keskikohdasta. En ihan olisi valmis tuomitsemaan vaaka näillä mittauksilla kun kolme mittausta meni kuitenkin ihan nappiin. Vaimoni viihdyttää minua joka päivä mittaamalla painoaan 2-5 kertaa illassa. Tekee aina jotain välissä ja sitten muka laihtuu tai lihoo parisataa grammaa, joskus kilonkin ja siitäkös se meteli nousee...

Tarkoittaako tuo mittausherkkyys tässä mittauksen arvoaluetta (minkä suuruisia massoja vaa'alla voi ylipäänsä mitata)? Ja mittaustarkkuus tarkoittaa mittalaitteen todellista mittausresoluutiota? Desimaalejahan noihin digitaalisiin vehkeisiin saa vaikka mitenkä, mutta tulkinta on kai tehtävä todellisen mittausresoluution pohjalta, joka voidaan selvittää testimittauksin.

Vierailija

Joo, kyllä mittaustarkkus ja -herkkyys näihin liittyvät.
Krouvimmat vaa'at ilmoittavat lukeman 200 gramman tarkkuudella, hienosäätöisemmät vaa'at ilmoittavat tarkkuuden sadalla grammalla. Molempien vaakojen tarkkuuden pitää olla valmistajan ilmoittamissa rajoissa.

Herkkyys on toinen asia: Tätä ei kait ole edes kalibrointistandardiin määritelty. Eli on pidetty itsestäänselvänä, että vaa'an herkkyys on parempi kuin tarkkuus. Muutenhan Väiskin mittaamat jauhelihamäärät olisivat OK vuositasolla, mutta kertamittauksessa vaa'an mekaaniset jumit aiheuttaisivat parinkymmenen prosentin eroja.
Jos vaaka ei ole herkkä (eli ei ole tasapainossa, liukupinnat voideltuna, taaraus hoidettuna), niin siihen saa pysäytettyä jonkin lukuarvon, joka ei edusta oikeaa mittaustulosta.

Olen huomannut, että kylpyhuonevaaka valehtelee. Ainakin silloin, kun eukko sitä käyttää ja hienosäätää poljinasennollaan. Kun siihen meikä astuu keskelle, niin ei kait ole kilon virheitä.

P.S. Joskus nuorempana haarukoin jotain tällaisen vaa'an virhettä esiin. Silloin kannattaa ottaa joku 10 l = 10 kg vesiämpäri syliinsä ja punnita itsensä ennen ja jälkeen. Se antaa tarkemman tuloksen toiminta-alueelle, kait on tärkeämpää tarkkuus sadan kilon lähellä, kuin kymmenen.

Vierailija
Lyde
Mie nyt hain tallaista :

1. mittasin painon 74.1, 74.1, 74,1 ja 75.3
(tuo viimeinen pitäisi dropata mutta kun haluan jotain järkeviä lukuja niin jätän sen laskuihin)




Neljästä mittauksesta, kun on tuo neljäs noinkin poikkeava, niin jotain on pahasti päin fjöötä! Mittaaja, mitattava tai mittari tai "jokinmuu" . Myös em. tekijöiden kombinaatiot. Pyri vakioimaan kaikki mittaustulokseeen vaikuttavat tekijät. Vaihda mittaaja parempaan, pidä mitattavan vaikutus mittauksien aikoina vakiona ja käytä kunnon mittaria. Tai kerro ns. kaikki sinun tietämäsi tekijät meille muillekin!

Vierailija
Remonttimies

1. mittasin painon 74.1, 74.1, 74,1 ja 75.3
(tuo viimeinen pitäisi dropata mutta kun haluan jotain järkeviä lukuja niin jätän sen laskuihin)
2. Mittauksia on 4, keskiarvoksi tulee 74.4
3. Keskihajonta s=0.6
4. Keskiarvon keskivirhe sx=0.3
Mikäs tulos olisi 95% todennäköisyydellä?

Eikös tuo 2 sigmaa ole n. 95 %:n luottamusväli eli ilman saivarteluja 74.4 +- 1.2 kg. Tuosta seuraa korjaus myös 68 %:n luottamusväliin joka siis on 74.4 +- 0.6 kg. Mutta suosittelen tekemään uudelleen vähintään 20 mittauksen setin itsenäisinä mittauksina ja tekemään kalkulointi sitten uudelleen.




Noin muistelinkin että jotenkin yksinkertaisesti sai tuon 95% luottamusvälin. Pitänee vähän hyppiä ja "nitkuttaa" uudenkarhean vaa'an päällä josko vaikka liukupinnat siitä silottuisivat. Eli kokeilen vaa'an sisäänajoa. Ei nyt tule mieleen ketään 150kg kaveria joka voisi vaa'an sisäänjaa..

Uusimmat

Suosituimmat