Czym jest niepewność pomiaru?

Najogólniej rzecz biorąc, niepewność pomiaru to pojęcie naukowe. Jego podstawą jest fakt, że wszystkie czynności i procedury pomiaru są z założenia niedokładne w 100%. Taką logikę nakazują prawa panujące w przyrodzie. Wpływa na to jakość zmysłów i wiedzy badaczy – zakłada się, że nigdy nie są wystarczające – oraz niedoskonałość samej aparatury. Innymi słowy, to dość zdrowe podejście, które wynika z akceptacji niedoskonałości.

Takie podejście do sprawy jest nieodłączną częścią wszystkich procedur badawczych. Międzynarodowe organizacje standaryzacyjne zalecają wykorzystanie go do sposobu wyznaczania rachunku niepewności. Na to, jak obliczyć niepewność pomiaru w znacznym stopniu wpływają parametry wartości, czyli serii pomiaru danych w stałych warunkach fizycznych. Chodzi o to, aby można go było przypisać do wartości mierzonej w pewnym przedziale dającym satysfakcjonujące prawdopodobieństwo pożądanych rezultatów. Przedział ów stanowi ramy wyników, których nigdy nie da się wskazać z absolutną pewnością.

Zakres przedziału zależy od ufności, której poziom trzeba w jakimś stopniu przyjąć. Analiza, rzetelna i dogłębna, wszystkich składowych niepewności jest tutaj sprawą priorytetową. Błędy w tym zakresie mogą poskutkować akceptacją wyniku, który nie będzie ani zgodny, ani wiarygodny. Grozi to dyskwalifikacją pomiarów oraz potrzebą przeprowadzenia ich od nowa. Jest to poważny problem, jeśli na przykład prowadzi się bardzo kosztowne badania z rzadkimi materiałami pochodzenia kosmicznego.

Hipotetyczne źródła niepewności

Może ich być bardzo wiele. Wynik pomiaru może na przykład być obarczony błędem w odczycie przyrządów pomiarowych. Klasa dokładności tych przyrządów również ma znaczenie, rzecz jasna. Operacja pozyskania próbek jest też częstym źródłem niepewności pomiaru. To samo można powiedzieć o niewystarczającej znajomości otoczenia oraz jego wpływu na dany pomiar. To oczywiście tylko wierzchołek góry lodowej. Naukowcy z wszelkich dziedzin znają tę górę dobrze. Niekiedy rodzaj badania ma swoje własne, czasem unikalne źródła niepewności pomiarowej.

Metody obliczeń niepewności pomiaru

Są dwie główne i dzielą się na typy niepewności. Typ A ma miejsce, jeśli wyniki poszczególnych pomiarów dokładnie tej samej wielkości fizycznej są od siebie różne. W takiej sytuacji niepewność oblicza się poprzez analizę statystyczną wyników. Niepewność typu B natomiast ma zastosowanie, jeśli wyniki pomiarów są identyczne lub podlegają systematycznym zmianom ze względu chociażby na niestabilne warunki atmosferyczne, w wyniku których następują ciągłe zmiany temperatury lub ciśnienia. Jest to więc sytuacja trudniejsza i korzystanie z danych statystycznych niewiele tutaj pomoże. W związku z tym obliczanie niepewności typu B wymaga znacznie więcej wiedzy oraz doświadczenia.

Powyższe informacje to oczywiście tylko pewnego rodzaju wstęp. Zestawienie najbardziej podstawowych informacji. Aby dowiedzieć się, jak obliczyć niepewność pomiaru na fachowym poziomie, trzeba przejść szkolenie. Szkolenie prowadzone przez doświadczonych specjalistów i podzielone ze względu na potrzeby laborantów oraz innych osób, chcących się doskonalić w metodach obliczania niepewności pomiarowej.