Metrologische Analyse eines Meßverfahrens zur Bestimmung der Exposition eines Menschen in niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern [report]

W. Masin, E. Huber, M. Urban
1998
Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit metrologischen Analyseverfahren zur systematischen Ermittlung des Meßfehlers von komplexen Meßsystemen und Verfahren. Herkömmliche Methoden ("klassische" metrologische Methode) teilen bei einer vereinfachten Bestimmungdes Gesamtfehlers die Unsicherheiten in nur zwei Gruppen ein: Eine Gruppe mit korrelierten und eine mit statistisch unabhängigen Fehlern. Diese näherungsweise Betrachtungsweise bringt jedoch insbesondere bei komplexeren Systemen eine große
more » ... tunsicherheit bezüglich der Fehleranalyse mit sich. Im Gegensatz hierzu gestattet die "geometrische" Vergehensweise die Stärke der Korrelation der einzelnen Fehlerquellen auf einfache Weise zu berücksichtigen. Bei der geometrischen Methode bilden die relativen Unsicherheiten aller auf das Meßsystem einwirkenden physikalischen Größen Vektoren in einem mehrdimensionalen euklidischen oder demansehen Raum. Der resultierende Gesamtfehler am Ausgang ergibt sich durch eine vektorielle Addition der Unsicherheiten am Eingang und einer Transformation mit dem Affinor (Sensitivitäten der physikalischen Einflußgrößen auf das System und untereinander). Als eine Alternative zu dem geometrischen Verfahren wurde im Rahmen dieser Arbeit eine auf der Monte-Cario-Methode beruhende statistische Methode entwickelt. Hier werden am Eingang zufällige Werte, die einer angenommenen oder experimentell ermittelten Verteilung genügen, dem System mit bekannter Übertragungsfunktion aufgegeben und die resultierende Ausgangsverteilung analysiert. Diese metrologische Analysemethode wird am konkreten Beispiel eines Meßverfahrens zur Bestimmung der Exposition des Menschen mit niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern angewandt. Als Ergebnis dieser mit dem Mathematikprogramm Mathcad implementierten Fehleranalyse resultierten die Meßunsicherheiten des Meßsystems INPEDO (Individuelles Persondendosimeter) bei frei vorgegebener Vertrauenswahrscheinlichkeit für jeden Meßbereich. Abstract: Metrological analysis of a measurement method for the determination of the individual exposure on humans of low frequency electric and magnetic fields The current work deals with metrological analysis methods for the determination of measurement errors of complex systems. Conventional methods distinguish normally only between two groups: The group of correlated and uncorrelated errors. From this approximate view results a great uncertainty, when handling more complex systems. In contrast there exists a socalled "geometric" method which considers the degree of the correlation of the error sources. In the geometric method the relative uncertainties of all physical influences are considered as vectors in a moredimensional space. As an alternative to the geometric method a "Monte-Carlo" based model was developed and applied to the measurement system INPEDO (individual personal dosimeter). The result of an implemented analysis program with the mathematical software "Mathcad" are uncertanties given for a chosen confidence probability.
doi:10.5445/ir/270043709 fatcat:yo5xmnbxj5clrfizmbp3fjhmr4