A measurement uncertainty nem a laboratórium gyengeségének beismerése, hanem a measurement result qualityének számszerű descriptiona. A puszta kijelzett value nem mondja meg, hogy a measurand valueét milyen reliabilitygal ismerjük.
Mit fejez ki a uncertainty?
A measurement result mindig egy modell, megfigyelések, measurement standardok, environmental conditions és kiassessmenti szabályok együttes terméke. A measurement uncertainty azt a nemnegatív paramétert jelenti, amely a measurandnek a felhasznált információ alapján tulajdonítható valueek szóródását jellemzi.
A measurement modell az egész assessment alapja
A GUM-szemléletben az result egy kimenő quantity, amely bemenő quantityek függvénye:
A modell lehet egyszerű korrekciós összefüggés vagy összetett fizikai modell. Egy thermometer calibrationánál for example a indication hibája nemcsak a vizsgált eszköz és az measurement standard indicationének különbségétől függhet, hanem a térbeli homogenitástól, időbeli stabilitytól, resolutiontól, merülési hibától és az measurement standard korrekciójától is.
A uncertaintyi sources azonosítása
A jó costvetés nem attól jó, hogy hosszú. Attól jó, hogy a modell szempontjából lényeges hatásokat conformingen reprezentálja, és nem számolja kétszer ugyanazt a hatást.
A- és B-modelú assessment
Az A-modelú assessment statisztikai analysisen alapul. Ismételt measurementek esetén a középvalue standard uncertaintya tipikusan a tapasztalati standard deviation és a measurementszám négyzetgyökének hányadosa. A B-modelú assessment más információsourcesat használ: calibrationi certificatet, manufactureri adatot, resolutiont, korábbi tapasztalatot vagy fizikai korlátot.
| Forrás | Tipikus distribution | Standard uncertainty |
|---|---|---|
| Ismételt measurementek | Az adatokból valueelt | s/√n |
| Felbontás ±a/2 kvantálással | Egyenletes | a/√12 |
| Certificate U, k megadással | A közlés szerint | U/k |
| Háromszög distribution ±a | Háromszög | a/√6 |
Uncertaintyterjedés és sensitivity coefficientk
Lineáris közelítésben a bemenő quantityek standard uncertaintyai az sensitivity coefficientkon keresztül járulnak hozzá a kimenő quantity uncertaintyához. Független bemeneteknél:
Korrelált bemeneteknél kovariancia-tagokat is must be taken into account. Ez particularly fontos, ha ugyanaz az measurement standard, korrekció vagy környezeti hatás több bemenő quantityben is megjelenik.
Lefedettség és k tényező
A kombinált standard uncertaintyot often expanded uncertaintygá alakítják: U = k·uc. A k = 2 sok esetben körülbelül 95%-os lefedettséghez vezet, de ez nem automatikus igazság. Kis effektív szabadságfok, erősen nemnormális distribution vagy nemlineáris modell esetén más megközelítés szükséges.
Kidolgozott, egyszerűsített példa
Egy 10,000 V névleges ponton végzett DC voltagecalibrationnál a korrigált result 10,0012 V. A fő standard uncertaintyi összetevők: measurement standard 0,20 mV, ismétlőképesség 0,12 mV, resolution 0,06 mV és rövid idejű stability 0,10 mV.
k = 2 applyásával U = 0,52 mV. A helyes közlés for example: 10,0012 V ± 0,00052 V, ahol a közölt uncertainty k = 2 coverage factorvel számított expanded uncertainty.
Common mistakes
- a resolution és az ismétlőképesség automatikus, gondolkodás nélküli duplázása;
- manufactureri accuracyi specifikáció közvetlen kezelése standard uncertaintyként;
- correlationk figyelmen kívül hagyása;
- sensitivity coefficientk elhagyása eltérő mvalueunitű bemeneteknél;
- a k = 2 mechanikus applyása;
- az result túl sok tizedesjeggyel történő közlése.
Szakmai alap: JCGM 100:2008 (GUM), JCGM GUM-1:2023 és JCGM GUM-6:2020. A cikk magyarázó összefoglaló, nem a dokumentumok helyettesítése.