Ryhdyin selvittelemään, kuinka paljon erilaisissa luodinnopeusmittareiden antamissa lukemissa on satunnaisvaihtelua. Asialla on merkitystä, jos mittarin perusteella vertailee vaikkapa erilaisia latauksia. Jos mittareiden virhevarianssi on tiedossa, sen voi suodattaa aineistosta pois latauksia vertaillessa.
Lähdin liikkeelle katselemalla valmistajien ilmoittamia lukuja, mutta esimerkiksi Labdradarin ilmoittama 0.1% tarkkuus ei vielä kerro riittävän tarkasti, mistä on kysymys. Aloitin kirjeenvaihdon Magnetospeedin ja Labradarin kanssa asian tiimoilta. Mitä tuossa MS:n kanssa ehdittiin jo jokunen meili vaihtaa, ei vastaus ole vielä ole aivan selvillä. Heidän tarkkuusarvionsa on 99.5% - 99.9%, joka perustuus siihen, että magnetospeedin antamia arvoja on vuosien varrella verrattu Labdradariin ja muihin Doppler-tutkiin. Ei kuitenkaan ollut mahdollista sanoa, kuinka monta laukausta vertailuissa on ammuttu, tai kuinka niistä saadaan aikaiseksi luvut 99.5% - 99.9%. Keskustelu jatkuu, ja asia varmaan selviää. Labradar ei ole vielä ehtinyt vastailemaan, mutta eiköhön sekin selviä myös.
Siltä varalta, että selviä tilastollisia tunnuslukuja ei valmistajilla ole, tai niitä ei haluta kertoa, kehittelin tilastollisen mallin, jonka avulla nopeusmittareiden virhevarianssia voi arvioida. Tarvitaan vain toistettuja mittauksia, joissa samaa laukausta on mitattu kahdella tai useammalla mittarilla yhtäaikaa. Mittareiden ei ole pakko olla samanlaisia. Voi esimerkiksi olla kaksi Labradaria tai vaikkapa Magnetospeed ja Labradar. Itse asiassa voi olla kustannustehokasta käyttää juurikin erilaisia mittareita mittaamassa samaa laukausta, koska malli arvioi molempien tarkkuutta yhtäaikaa. Samalla laukausmäärällä saa siten molempiin informaatiota. Laukausten todellisissa nopeuksissa on tietysti hajontaa, mutta se ei haittaa. Virhevaihtelun arviointi on sitä tehokkaampaa kuitenkin, mitä vähemmän laukausten välillä on todellista nopeusvaihtelua. On kuitenkin mahdollista mallintaa myös aivan erilaisilla vauhdeilla ammuttuja laukauksia saman mallin avulla. Tämä mahdollistaa sen, että eri aikoina eri paikoissa ammuttujen parittaisten vertailujen aineistot olisi mahdollista yhdistää ja saada sitä kautta tilastollista voimaa virhevarianssin arviointiin.
Tästä pääsenkin kysymyksiin:
1) Olisiko sinulla vertailuaineistoa, jonka haluaisit antaa tällaiseen käyttöön? Jos olet joskus ampunut laukauksia kahden mittarin läpi ja laittanut tulokset talteen, niistä olisi apua. Parasta dataa ovat laukauskohtaiset nopeusmittaukset, mutta jos tallessa on vaikkapa vain keskihajonta ja keskiarvo kummastakin mittarista samasta sarjasta sekä ammuttujen laukausten lukumäärä, niin sekin todennäköisesti hieman auttaa.
2) Osaisitko vinkata lähdettä, josta tällaista vertailuaineistoa saattaisi löytyä? Henkilöitä tai nettifoorumeita vaikkapa. Toivon saavani tällaista tietoa toki noilta valmistajilta, mutta katsotaan miten siinä käy.
Ohessa esimerkkikuva mallin tuloksista. Testailua varten olin simuloinut 1000 laukausta oletuksella, että laukausten välinen todellinen nopeuskeskihajonta = 10 m/s, mittarin "LR" virhehajonta olisi 5m/s ja mittarin "MS" hajonta olisi 7m/s. Kuvassa näkyvät jakaumat arvioivat keskihajontoihin liittyvää epävarmuutta, kun laukauksia on ammuttu vain 1000. Simulaatiossa oikeiksi oletetut arvot löytyvät jakaumien sisältä, joten menetelmällä on mahdollista arvioida kahden eri mittarin tarkkuutta yhtä aikaa. Epävarmuus on kuitenkin 1000 laukauksellakin vielä melko suurta, joten aineistoa olisi hyvä kasata mahdollisimman paljon.
Ettei tuo valmistajan antama "tarkkuus" vain viittaisi siihen, miten paljon mittarin ilmoittama nopeus maksimissaan poikkeaa todellisesta? Ei siis siihen, mikä on nopeusmittausten ero silloin kun nopeus on sama?
Applied ballistics mittaili joitan; tuossa ote kirjasta:
https://appliedballisticsllc.com/wp-content/uploads/2021/06/ChronographChapter-Copyright-2021.pdf
Lainaus käyttäjältä: jli - toukokuu 11, 2022, 17:42
Ettei tuo valmistajan antama "tarkkuus" vain viittaisi siihen, miten paljon mittarin ilmoittama nopeus maksimissaan poikkeaa todellisesta? Ei siis siihen, mikä on nopeusmittausten ero silloin kun nopeus on sama?
Applied ballistics mittaili joitan; tuossa ote kirjasta:
https://appliedballisticsllc.com/wp-content/uploads/2021/06/ChronographChapter-Copyright-2021.pdf
Kiitos, tämä oli mainio linkki!
"Sorry, that is the only information available.", sanoi Labradar, kun kyselin, mitä 0.1% tarkoittaa. Eikä mitään muuta.
Pitää muistaa, että mittareissa on myös yksilöllisiä eroja. Paras näkemys saadaan vertailemalla saatuja saman valmistajan mittarien keskimääräisiä tuloksia ammattitason mittareihin esim. Lapualla.
Lainaus käyttäjältä: JHa - toukokuu 11, 2022, 22:50
Pitää muistaa, että mittareissa on myös yksilöllisiä eroja. Paras näkemys saadaan vertailemalla saatuja saman valmistajan mittarien keskimääräisiä tuloksia ammattitason mittareihin esim. Lapualla.
Tuo on hyvä pointti. Mallinnuksen kautta mittariyksilöiden välisiin eroihin voisi päästä osittain kiinnni käyttämällä aineistoa eri mittaustapahtumista, joissa on käyetty eri mittariyksilöitä. Malissa voi sitten huomioida, että mittareiden harhat ja hajonnat voivat hieman poiketa eri kokeissa toisistaan.
Otin ja analysoin aiemmassa viestissä mainitun Applied Ballisticsin ensimmäisen 10 laukauksen sarjan. Siinähän mitattiin samaa laukausta aina 10 eri laitteella yhtäaikaa. Oletus, oli että noista 12 jalkaiseksi asennettu Oehler olisi harhaton, johon muita sitten verrataan. Suurimpana erona tässä nyt on, että AB;n jutussa ei otettu laskelmissa huomioon, että laukauksia oli vain 10. Alla olevissa kuvissa esitetään samat asiat todennäköisyysjakaumien avulla, jolla voi haarukoida mittausten jälkeen jäljelle jäänyttä epävarmuutta. Lisänä tässä vielä epävarmuus jokaisen laukauksen nopeudesta, sekä latauksen todellisesta keskiarvosta ja hajonnasta.
Valoilla,valon kulmilla ja suupaineellakin on käyttöohjeenkin mukaan merkitystä mittausvirheisiin/mittaus tarkkuuteen.
Vaikka olen suomalainen mies niin kerrankin luin käyttöohjeen ennen ProChronon käytön aloittamista:
www.manualshelf.com/manual/competition-electronics/prochrono-digital-chronograph/operating-instructions-english/page-4.html
Kohdissa 2,3,4 käsitelty valon yms. vaikutusta.
Kun tein kiinteän "aseman" sisälle,niin tosiaankin mittari on pultattu TUKEVASTI kiinni,ampumamatka aina 300 cm piipun suulta ekaan kennoon,asensin TUKEVASTI pultatun valon kennojen keskelle yläpuolelle ja sammutan loisteputket tilasta ammunnan ajaksi.
Imuroin kennot 10 ls sarjojen välissä.
Minua kyllä opastettiin,että laita 2 mittaria peräkkäin,mutta yhdellä olen mennyt ja minun tarvitsemat "salat" piekkarin paukun muutoksista selvinneet.
Timppa
Lainaus käyttäjältä: SMä - toukokuu 11, 2022, 19:21
"Sorry, that is the only information available.", sanoi Labradar, kun kyselin, mitä 0.1% tarkoittaa. Eikä mitään muuta.
Magnetospeed pystyi kertomaan sen verran, että keskimääräinen ero magnetospeedillä mitatun ja dopplerilla mitatun välillä on 7 FPS, ja että tämä pätee keskinopeudesta huolimatta. Pienillä nopuksilla suhteellinen ero olisi siten suurempi. Se, kuinka tästä päätellään, että laitteen tarkkuus on 99.5% - 99.9% paljastui kuitenkin lopulta liikesalaisuudeksi, jota ei voi kertoa. Ryan kehotti katselemaan googlella riippumattomia vertailuja, joten sitä on todella näköjään tehtävä.
Tämä ei nyt varsinaisesti herätä luottamusta kumpaankaan valmistajaan.
nyt onkin melkoinen sarka perattavaksi. Jos siis kaikki virhemarginaalit halutaan ottaa huomioon.
- komponenttien toleranssit ja lämpötilariippuvuudet
- ilmasto-olosuhteet
- mittausten toistettavuus ja menetelmävirheet
Voi olla tekemätön paikka tai ainakin niin vaativa, ettei siitä saatu hyöty palvele tarkoitusta.
Lainaus käyttäjältä: mika - toukokuu 12, 2022, 09:07
nyt onkin melkoinen sarka perattavaksi. Jos siis kaikki virhemarginaalit halutaan ottaa huomioon.
- komponenttien toleranssit ja lämpötilariippuvuudet
- ilmasto-olosuhteet
- mittausten toistettavuus ja menetelmävirheet
Tilastollisen mallinnuksen näkökulmasta voidaan ajatella, että esimerkiksi nuo ovat niitä syitä jotka aiheuttavat harhaa ja hajontaa lopullisiin mittauksiin. Kiinnostavaa käytön kannalta on kaikista osatekijöistä johtuva yhteisvaihtelu. Osa noista voi olla kontrolloitavissa siten, että vaikkapa ilmasto-olosuhteet voitaisiin mitata eri kokeissa. Jos ilmasto näyttää sitten mallin mukaan selittävän mittarin antamia lukema, voidaan ohjeistaa käyttäjää mittaamaan samat ilmastomuuttujat, joiden avulla malli voi hieman tarkentaa käsitystä mittarin toiminnasta juuri niissä olosuhteissa.
Kaikki mallit ovat tietysti vääriä, jotkut hyödyllisiä.
Lainaa
Voi olla tekemätön paikka tai ainakin niin vaativa, ettei siitä saatu hyöty palvele tarkoitusta.
Katsotaan, mitä tästä tulee harrastuksen puitteissa. Hyöty on sitten lopulta jokaisen itse arvioitavissa. Omalla kohdallani tunnen vaikeaksi lähteä tekemään latauskehittelyä nopeusmittarin kanssa, jos minulla ei ole kunnollista käsitystä laitteen tarkkuudesta. Mitä huonompi tarkkuus, sitä helpompaa on vaikkapa tikapuutestissä nähdä sattumalta nodeja, vaikka todellisuudessa niitä ei olisikaan. Jos taas nopeusmittarin tarkkuudesta on hyvä käsitys (vaikka tarkkuus olisi huonokin), voi tunnetun satunnaisvaihtelun suodattaa pois tuloksista, ennenkuin lähtee niiden perusteella vertailemaan latauksia.
Voisi periaatteesa myös laskea, kuinka paljon enemmän epätarkalla mittarilla pitää ampua tarkempaan verrattuna, jotta tuloksen luotettavuus on sama. Koska laukauksen hinta ja laitteen hinta tunnetaan, niin voisi periaatteessa haarukoida investointipäätöksiäkin. Palailen tähän varmaan jonkun esimerkin kautta.
Itsellä ei ole ikinä nopeusmittaria ollut eikä ole ollut ongelmaa tehdä latausta, jolla kiluuttaa 650m päässä peltiä pois työkseen.
Viikonloppuna näkee ruotsissa pelittääkö 1000-1400m matkalle. Toki tässä vaikuttaa enemmän se, että alkaa 308lla väistämättä puhti loppumaan tolle matkalle ihan sama mitä tekee.
Käytännössä jos mittarin kanssa haluaa ampua, etsii sellasen ruutimäärän jossa pieni vaihtelu ei juurikaan vaikuta lähtönopeuteen, ja sen jälkeen latauspituudella hienosäätää tarkaksi.
Vaarana on se, että konkreettinen tekeminen unohtuu täysin lopulliseen teoreettiseen nysväykseen, tai into loppuu lataamiseen kun loputtomasti yrittää hieroa latauksesta kaikki variaabelit pois. Se toki riippuu myös itsestä. Ite kun alotin tykkäsin tosipaljon nysvätä latauspituuttakin 0.2mm kerrallaan täysin kohdalleen ja sillon meni monta sataa paukkua pelkkään säätämiseen. Sillon ei ollu pula-aika niin muuta ongelmaa ei ollu ku että rahaa palo ja paljon.
Lainaus käyttäjältä: SMä - toukokuu 12, 2022, 08:12
Lainaus käyttäjältä: SMä - toukokuu 11, 2022, 19:21
"Sorry, that is the only information available.", sanoi Labradar, kun kyselin, mitä 0.1% tarkoittaa. Eikä mitään muuta.
Magnetospeed pystyi kertomaan sen verran, että keskimääräinen ero magnetospeedillä mitatun ja dopplerilla mitatun välillä on 7 FPS, ja että tämä pätee keskinopeudesta huolimatta. Pienillä nopuksilla suhteellinen ero olisi siten suurempi. Se, kuinka tästä päätellään, että laitteen tarkkuus on 99.5% - 99.9% paljastui kuitenkin lopulta liikesalaisuudeksi, jota ei voi kertoa. Ryan kehotti katselemaan googlella riippumattomia vertailuja, joten sitä on todella näköjään tehtävä.
Tämä ei nyt varsinaisesti herätä luottamusta kumpaankaan valmistajaan.
Oliskohan vain joku laskennallinen ero? Labradarilla ei pysty mittaamaan nopeutta piipun suulta ja toisaalta magnetospeedillä taas ei ainakaan kannata mitata missään muualla. Tutkalukemista esim 5-50 m välillä saadaan laskennallinen arvo nopeudelle piipun suulla, johon arvoon sitten voi tulla sadas- tai tuhannesosan eroja riippuen siitä, miten hyvin laskentamalli kuvaa luodin vastusta eri nopeuksilla.
Periaatteessa ei pitäisi olla mitään teknistä syytä, miksi tutka mittaisi "väärin".
Ei nyt joku asiakaspalvelija voi tietää mittaustarkkuuksista muuta kuin mitä manuaalissal lukee.
Lainaus käyttäjältä: jli - toukokuu 12, 2022, 16:25
Periaatteessa ei pitäisi olla mitään teknistä syytä, miksi tutka mittaisi "väärin".
Voisiko kyseeseen tulla teorian ja käytännön välinen ero, jossa vaikuttavia asioita on vaikea yksilöidä tai tarkasti tietää? Vaikka joitakin jo näitä esille nostettuja:
Lainaa
- komponenttien toleranssit ja lämpötilariippuvuudet
- ilmasto-olosuhteet
- mittausten toistettavuus ja menetelmävirheet
Tähän ehkä hieman liittyy filosofinen kysymys siitä, onko satunnaisuutta fyysisesti olemassa? Ehkä maailma on täysin deterministinen ja siten periaattessa täsmällisesti ennustettavissa, jos vain systeemin toiminta ja sen lähtötila tarkasti tunnettaisiin. Mutta kun ei tarkkaan tunneta, ilmiö näyttää havaitsijasta satunnaiselta. Satunnaisuutta analysoimalla voi kuitenkin tehdä joitakin hyödyllisiä päätelmiä ilman, että systeemiä on tarpeen tarkasti tuntea.
Lainaus käyttäjältä: SMä - toukokuu 12, 2022, 19:08
Lainaus käyttäjältä: jli - toukokuu 12, 2022, 16:25
Periaatteessa ei pitäisi olla mitään teknistä syytä, miksi tutka mittaisi "väärin".
Voisiko kyseeseen tulla teorian ja käytännön välinen ero, jossa vaikuttavia asioita on vaikea yksilöidä tai tarkasti tietää? Vaikka joitakin jo näitä esille nostettuja:
Lainaa
- komponenttien toleranssit ja lämpötilariippuvuudet
- ilmasto-olosuhteet
- mittausten toistettavuus ja menetelmävirheet
Tähän ehkä hieman liittyy filosofinen kysymys siitä, onko satunnaisuutta fyysisesti olemassa? Ehkä maailma on täysin deterministinen ja siten periaattessa täsmällisesti ennustettavissa, jos vain systeemin toiminta ja sen lähtötila tarkasti tunnettaisiin. Mutta kun ei tarkkaan tunneta, ilmiö näyttää havaitsijasta satunnaiselta. Satunnaisuutta analysoimalla voi kuitenkin tehdä joitakin hyödyllisiä päätelmiä ilman, että systeemiä on tarpeen tarkasti tuntea.
Tutkassa ei ole toleransseja tai lämpötilariippuvuuksia siinä mielessä, että se on pelkkä kello joka mittaa lähtö- ja paluusignaalin välisen aikaeron. Tuon kellon toiminta taas ei käytännössä vaihtele olosuhteiden mukaan sen enempää kuin muidenkaan tarkkojen kellojen (kuten ei myöskään tutkasäteen nopeus). Jos niissä joku virhe on, se on valmiiksi tehtaalla rakennettu.
Menetelmävirhe olisi mahdollinen siten, että tutka olisi huomattavan sivussa nopeuden etenemissuuntaan nähden, jolloin se näyttäisi todellista pienempää nopeutta. Asiaa on vähän hankala mitata, koska muita kuin Labradareita ei radoilla ole. Jos olisi eri merkkisiä tutkia ja ne eivät häiritsisi toisiaan, saisi saman luodin lentoa mittaamalla selville, onko nopeuksissa eroja.
Lainaus käyttäjältä: jli - toukokuu 12, 2022, 20:01
Menetelmävirhe olisi mahdollinen siten, että tutka olisi huomattavan sivussa nopeuden etenemissuuntaan nähden, jolloin se näyttäisi todellista pienempää nopeutta. Asiaa on vähän hankala mitata, koska muita kuin Labradareita ei radoilla ole. Jos olisi eri merkkisiä tutkia ja ne eivät häiritsisi toisiaan, saisi saman luodin lentoa mittaamalla selville, onko nopeuksissa eroja.
Sama oli mielessä, olisi mielenkiintoista nähdä mittauksia kahdella tai useammalla Labradarilla samasta luodista. Pari päivää sitten koitin googlata olisiko joku jo tehnyt niin. En löytänyt tapauksia ainakaan vielä, mutta ja jäi sellainen käsitys, että yksiköiden taajuus olisi säädettävissä siten, että ne eivät häiritsisi toisiaan. Löytyisikö Labradarin omistajia, jotka haluaisivat osallistua kokeeseen? Varmaan osaatte kommontoida, onko taajuuksien muuttaminen mahdollista?
Katsoin manuaalista ja sen perusteella pitäisi olla mahdollista mitata 6 laitteella yhtäaikaisesti samaa luotia. Silloin kanavien välillä olisi vaadittava 2 kanavapykälän, eli 16 MHz ero.
Lainaus käyttäjältä: jli - toukokuu 12, 2022, 20:01
Tutkassa ei ole toleransseja tai lämpötilariippuvuuksia siinä mielessä, että se on pelkkä kello joka mittaa lähtö- ja paluusignaalin välisen aikaeron. Tuon kellon toiminta taas ei käytännössä vaihtele olosuhteiden mukaan sen enempää kuin muidenkaan tarkkojen kellojen (kuten ei myöskään tutkasäteen nopeus). Jos niissä joku virhe on, se on valmiiksi tehtaalla rakennettu.
En saa kiinni mitä kirjoittaja tarkoitti. Tutka on elektroninen härpäke siinä missä seinäkello. Otetaan nyt vaikka peruskomponenttina kondensaattori. Niissä kaupalliseen tarkoitukseen myydyt osat myydään +-5-10% tms toleranssilla, sikäli kun ostaja haluaa sijoittaa vähän laadukkaampaan komponenttiin. Aivan sama vastusten, induktanssien ja puolijohteiden kanssa. Oskillaattori on sitten jo ihan oma lukunsa taajuuden vaeltamisen kanssa. Kaikki nämä vaikuttavat sen kellon tarkkuuteen, josta lainauksessa puhutaan. Ja kaikki ovat enemmän tai vähemmän esim lämpötilasta riippuvia. Teoriassa asiaa voi pohtia, sanoisin loputtomiin. Käytännössä hajonta saadaan mitattua vertaamalla mittaustulosta johonkin tarkasti tunnettuun objektiin. Tällaista mittausta ei ole vertaamalla saman laitteen eri yksilöitä keskenään.
Pelkkä jännitteen syöttö, virtalähde, aiheuttaa oman lukunsa virheisiin. Sekin kun vaeltaa hieman, riippuen olosuhteista ja mitkä komponentit sinne on laitettu.
Doplerissa käytetyt antennit on sitten oma lukunsa. Toki kaikki nämä on laitteeseen tehtaalla laitettu.
Tarkoitin sitä, että tarkan kellon tarkkuus ei ole ongelma normaalin mittaustarkkuuden rajoissa - kuten ei myöskään sähkömagneettisen säteilyn etenemisnopeuden vaihtelut eri olosuhteissa (jos siis nopeus, luokkaa 800 m/s ilmoitetaan 1 m/s tarkkuudella).
Lainaus käyttäjältä: mika - toukokuu 13, 2022, 09:37
Käytännössä hajonta saadaan mitattua vertaamalla mittaustulosta johonkin tarkasti tunnettuun objektiin. Tällaista mittausta ei ole vertaamalla saman laitteen eri yksilöitä keskenään.
Tässä kohtaa astuukin tilastomallinnus esiin. Näyttää sille, että eri laitteiden hajontaa voidaan arvioida, jos niillä mitataan samaa objektia, vaikka sen todellista nopeutta ei tiedettäisikään, ja tällaisia tapauksia toistetaan riittävän monta kertaa. Tätä käsittelin tuossa säikeen ensimmäisessä viestissä. Mahdollisen harhan arviointi on vaikeampaa, niin kauan kuin ei ole taatusti varmaa tapaa mitata nopeus, johon voisi sitten verrata. Jos jokin mittari päätetään harhattomaksi, käy harhan ja hajonnan arviointi mallilla, jonka tuloksia vilautin tuossa viestissä
http://www.takilta.fi/keskustelu/index.php?topic=22197.msg120036#msg120036
Huomattavaa on, että tuossakin kokeessa on kuitenkin mahdollista arvioida sen harhattomaksi oletetun mittarin satunnaisvaihtelua.
Ammuin aikanaan hyvin ja urheilun vuoksi Magnetospeed - Labradar - Kistler vertailun kahdella eri kaliiperilla kahdella eri patruunalla ja kaikki kolme näyttivät samaa (erot 0,3m/s) sillä huomiolla että Kistlerin valokennot oli v10 kun Magnetospeed ja Labradar v0. Eli Kistleristä laskettiin v0. Sen jälkeen lopetin arvailut ja luotan Labradariin, koska Magnetospeed aiheuttaa osumapisteen muutosta.
Löysin pari vertailua lisää, joissa on ammuttu useamman mittarin läpi yhtäaikaa ja tulokset on julkaistu. Laitan linkit tähän muistiin ja sovittelen tilastomalliin jahka kerkeän.
https://blog.ammolytics.com/2019-09-06/chrono-comparison.html#why-chronographs-matter-a-practical-example ( data ehkä täällä: https://github.com/ammolytics/experiments/tree/master/chronograph-comparison )
http://bulletin.accurateshooter.com/2018/06/chrono-camparison-test-labradar-magnetospeed-oehler-35p/
https://www.shootingsoftware.com/doppler.htm
https://www.m4carbine.net/archive/index.php/t-208101.html