niepewność wyniku pomiaru

niepewność wyniku pomiaru, niepewność pomiaru, błąd pomiaru:

1) Właściwość pomiaru odpowiadająca pojęciu niedokładności pomiaru, ale w porównaniu z nią kładąca większy nacisk na losowy charakter wyniku pomiaru, a w związku z tym na ograniczone zaufanie do tego wyniku.

2) Miara niedokładności pomiaru charakteryzująca spodziewany rozrzut wyniku pomiaru y_m traktowanego jako losowa zmienna o wartości oczekiwanej równej wartości prawdziwej y_t wielkości mierzonej. Niepewność standardowa u(y_m) jest równa odchyleniu standardowemu lub estymacie (wynikowi estymacji; estymacji teoria) odchylenia standardowego zmiennej losowej modelującej wynik pomiaru y_m. Niepewność rozszerzona U(y_m) jest miarą szerokości przedziału ufności wartości prawdziwej wielkości mierzonej i odpowiada pojęciu błędu granicznego. Jeżeli rozkład prawdopodobieństwa y_m jest symetryczny, to niepewność rozszerzona jest równa połowie szerokości przedziału ufności i stanowi wielokrotność niepewności standardowej, U(y_m) = k_pu(y_m), gdzie p — poziom ufności, a k_p — tzw. współczynnik rozszerzenia. Wartość k_p zależy od poziomu ufności p i kształtu rozkładu y_m. Ustalenia międzynar. zalecają poziom ufności 0,95, a w szczególnych przypadkach 0,99, a zalecane wartości współczynnika rozszerzenia to: k_0,95 = 2 i k_0,99 = 3. Jeśli ważymy przedmiot o masie m, to wynik ważenia 0,753 kg z niepewnością standardową 0,004 kg zapisuje się zwykle w postaci m = 0,753(4) kg, gdzie wartość w nawiasie jest niepewnością standardową wyniku, przy czym ostatnia cyfra znacząca wyniku pomiaru i niepewności standardowej są zawsze na tej samej „pozycji” (w podanym przykładzie są to części tysięczne). Można także stosować niepewność rozszerzoną jako miarę niedokładności, wynik pomiaru zapisuje się wówczas w postaci y = y_m ± ± U(y_m), ale trzeba podać współczynnik rozszerzenia i poziom ufności, wg których obliczono niepewność rozszerzoną.
Wyrażanie niedokładności pomiaru za pomocą niepewności jest zalecane przez międzynar. organizacje metrologiczne (metrologia), jako obowiązujące przyjęły go międzynar. i krajowe służby miar i laboratoria akredytowane, stosują go systemy jakości.

Janusz Jaworski

Bibliografia

Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik, Warszawa 1999;

Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, Geneva 1995.