Niepewność pomiaru
Niepewność pomiaru to parametr, który odnosi się do wartości pomiaru danej wielkości fizycznej i określa rozrzut wyników w przedziale, w którym można z dużym prawdopodobieństwem umiejscowić wartość mierzoną. Jest to nieodłączny element każdego pomiaru, wynikający z niedoskonałości urządzeń oraz obserwatora.
Źródła niepewności
Główne źródła niepewności pomiarowej obejmują:
- niepełna definicja wielkości mierzonej
- niedoskonała realizacja definicji
- brak pełnej znajomości warunków otoczenia
- błędy w odczycie przyrządów
- klasa dokładności przyrządów
- niedokładne dane źródłowe
- niedoskonałość metody pomiarowej
- operacja poboru próbki
Miary ilościowe niepewności
Niepewność pomiarowa można klasyfikować w następujący sposób:
- Niepewność standardowa: równa odchyleniu standardowemu lub jego estymacie.
- Niepewność typu A: wyznaczana metodą analizy statystycznej przy rozkładzie normalnym.
- Niepewność typu B: obliczana innymi metodami, często z wykorzystaniem rozkładu prostokątnego.
- Złożona niepewność standardowa: ustalana dla wielu niepewności, uwzględnia propagację błędów.
- Niepewność rozszerzona: określa granice przedziału niepewności z poziomem ufności.
- Poziom ufności: prawdopodobieństwo, że wartość faktyczna znajduje się w przedziale niepewności.
Obliczanie niepewności typu A i B
Obliczanie niepewności zależy od charakteru pomiaru i dzieli się na dwie metody:
Metoda A (niepewność typu A)
W przypadku różnic w wynikach pomiarów, niepewność oblicza się poprzez analizę statystyczną. Przy dużej liczbie prób (powyżej 30) używa się odchylenia standardowego średniej. Dla mniejszej liczby pomiarów, konieczne jest uwzględnienie współczynnika z rozkładu Studenta.
Metoda B (niepewność typu B)
Gdy wyniki pomiarów są jednorodne lub podlegają systematycznym zmianom, nie stosuje się metod statystycznych. Przykłady sytuacji, w których zachodzi taka potrzeba, to:
- niska klasa przyrządu w warunkach pomiaru
- znaczące zmiany mierzonych wartości w czasie pomiaru, np. w wyniku zmian temperatury
