Modifying the Approach for Calculating the Measurement Uncertainty
Modyfikacja sposobu obliczania niepewności pomiaru

Paweł Fotowicz
2016 Pomiary Automatyka Robotyka  
Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 Wprowadzenie Działający przy Międzynarodowym Biurze Miar, Wspólny Komitet ds. Przewodników w Metrologii JCGM (Joint Committee for Guides in Metrology) przygotowuje zmianę w podejściu dotyczącym obliczania niepewności pomiaru [1] . Zmiana ma polegać na ujednoliceniu koncepcji wyznaczania niepewności, przedstawionej już w Suplemencie [2], z rozwiązaniami opisanymi w podstawowym dokumencie [3] .
more » ... kumencie [3] . Ujednolicenie koncepcji polegać ma na jednakowym podejściu przy obliczaniu niepewności standardowej. Jej miarą ma być odchylenie standardowe rozkładu związanego z określoną wielkością wejściową. O ile takie podejście stosowane jest przy wyznaczaniu niepewności obliczanej metodą typu B, to nieco inaczej jest w przypadku metody typu A. Tym samym, w sposobie wyznaczania niepewności standardowej ma być zniesiona różnica pomiędzy tymi dwiema metodami obliczeniowymi. Proponuje się jedynie kategoryzację na wielkości wejściowe obliczane na podstawie informacji dostępnej bezpośrednio z danych pomiarowych lub pochodzącej z wiedzy o pomiarze. W obu przypadkach informacja ta jest przedstawiana w postaci rozkładu prawdopodobieństwa, którego podstawowy parametr opisujący rozproszenie (odchylenie standardowe) jest miarą niepewności standardowej. Dzięki takiemu podejściu wynik obliczania niepewności standardowej związanej z wielkością wyjściową, przy zastosowaniu prawa propagacji niepewności, zbliża się do wyniku wyznaczania tej niepewności metodą propagacji rozkładów zalecaną w [2]. Uzyskuje się tym samym jednolitość w obliczeniach. Tematyka powyższego ujednolicenia obliczeń wiąże się również z podejściem probabilistycznym w dziedzinie wyrażania niepewności pomiaru, które było szeroko dyskutowane [4, 5] . Sugerowano podejście bayesowskie [6, 7] oraz wykorzystanie do obliczeń metody numerycznej Monte Carlo [8, 9] . Podejście dotychczasowe Przewodnik [3] zaleca, by przy obliczeniach wykonywanych metodą typu A, wykorzystywać statystykę w postaci odchylenia standardowego eksperymentalnego średniej: ( ) ( ) ( ) ( ) n q s n n q q q s n k k = − − = ∑ = 1 1 2 (1) gdzie q k oznacza pojedynczą obserwację, a n ich liczbę w próbie losowej, przy czym s(q) to odchylenie standardowe eksperymentalne. Uzyskana wartość jest miarą rozrzutu wartości średniej z próby losowej i stanowi niepewność standardową obliczaną metodą typu A: Nowe podejście Nowe podejście polega na zastosowaniu odchylenia standardowego związanego z rozkładem t-Studenta: gdzie v jest liczbą stopni swobody związaną z wielkością wejściową. W przypadku pojedynczej serii pomiarowej liczba stopni swobody wynosi v = n -1. W literaturze można spotkać również zależność v = n -1,5 stosowaną dla małych liczności próbek [13] , ale autorzy Przewodnika [3] nie zalecają tego rozwiązania. Autor korespondujący: Paweł Fotowicz, uncert@gum.gov.pl Artykuł recenzowany nadesłany 26.06.2016 r., przyjęty do druku 02.08.2016 r. Streszczenie: Wspólny Komitet ds. Przewodników w Metrologii JCGM zaproponował zmianę podejścia dotyczącą obliczania niepewności pomiaru przy wykorzystaniu prawa propagacji niepewności. Celem jest zbliżenie uzyskiwanych wyników obliczania niepewności standardowej wielkości wyjściowej z wynikiem otrzymywanym przy zastosowaniu zasady propagacji rozkładów za pomocą metody Monte Carlo. W artykule przedstawiono skutki przyjęcia nowych zasad obliczania niepewności standardowej podczas wyznaczania błędu przyrządu pomiarowego. Słowa kluczowe: niepewność pomiaru, prawo propagacji niepewności, propagacja rozkładów
doi:10.14313/par_221/29 fatcat:umchrrif3fbanovv7boxcggjna