A diferenza entre a incerteza de medición e o erro de medición

A incerteza e o erro de medición son proposicións básicas estudadas en metroloxía, e tamén un dos conceptos importantes que adoitan empregar os probadores de metroloxía. Están directamente relacionados coa fiabilidade dos resultados da medición e coa precisión e consistencia da transmisión do valor. Non obstante, moitas persoas confunden ou empregan mal os dous facilmente debido a conceptos pouco claros. Este artigo combina a experiencia do estudo de "Avaliación e expresión da incerteza de medición" para centrarse nas diferenzas entre ambos. O primeiro que hai que ter claro é a diferenza conceptual entre a incerteza de medición e o erro.

A incerteza da medición caracteriza a avaliación do rango de valores no que se atopa o valor real do valor medido.Indica o intervalo no que pode caer o valor verdadeiro segundo unha determinada probabilidade de confianza. Pode ser a desviación estándar ou múltiplos dela, ou a semianchura do intervalo que indica o nivel de confianza. Non é un erro verdadeiro específico, senón que expresa cuantitativamente a parte do rango de erro que non se pode corrixir en forma de parámetros. Derívase da corrección imperfecta de efectos accidentais e efectos sistemáticos, e é un parámetro de dispersión utilizado para caracterizar os valores medidos que se asignan razoablemente. A incerteza divídese en dous tipos de compoñentes de avaliación, A e B, segundo o método de obtención. O compoñente de avaliación de tipo A é a avaliación da incerteza realizada mediante a análise estatística de series de observacións, e o compoñente de avaliación de tipo B estímase en función da experiencia ou outra información, e asúmese que existe un compoñente de incerteza representado por unha "desviación estándar" aproximada.

Na maioría dos casos, o erro refírese ao erro de medición, e a súa definición tradicional é a diferenza entre o resultado da medición e o valor real do valor medido.Normalmente pódense dividir en dúas categorías: erros sistemáticos e erros accidentais. O erro existe obxectivamente e debería ser un valor definido, pero como o valor verdadeiro non se coñece na maioría dos casos, o erro verdadeiro non se pode coñecer con precisión. Simplemente buscamos a mellor aproximación do valor de verdade baixo certas condicións e chamámoslle valor de verdade convencional.

A través da comprensión do concepto, podemos ver que existen principalmente as seguintes diferenzas entre a incerteza de medición e o erro de medición:

1. Diferenzas nos fins da avaliación:

A incerteza da medición ten como obxectivo indicar a dispersión do valor medido;

O propósito do erro de medición é indicar o grao no que os resultados da medición se desvían do valor real.

2. A diferenza entre os resultados da avaliación:

A incerteza de medición é un parámetro sen signo expresado mediante a desviación estándar ou múltiplos da desviación estándar ou a semianchura do intervalo de confianza. É avaliada por persoas con base en información como experimentos, datos e experiencia. Pode determinarse cuantitativamente mediante dous tipos de métodos de avaliación, A e B.

O erro de medición é un valor cun signo positivo ou negativo. O seu valor é o resultado da medición menos o valor real medido. Dado que o valor real é descoñecido, non se pode obter con precisión. Cando se usa o valor real convencional en lugar do valor real, só se pode obter o valor estimado.

3. A diferenza de factores de influencia:

A incerteza da medición obtéñena as persoas mediante análise e avaliación, polo que está relacionada coa comprensión que teñen do mensurando, a cantidade que inflúe e o proceso de medición;

Os erros de medición existen obxectivamente, non se ven afectados por factores externos e non cambian coa comprensión das persoas;

Polo tanto, ao realizar unha análise de incerteza, débense considerar plenamente varios factores influentes e verificar a avaliación da incerteza. En caso contrario, debido a unha análise e estimación insuficientes, a incerteza estimada pode ser grande cando o resultado da medición sexa moi próximo ao valor real (é dicir, o erro sexa pequeno), ou a incerteza dada pode ser moi pequena cando o erro de medición sexa realmente grande.

4. Diferenzas por natureza:

Xeralmente non é necesario distinguir as propiedades da incerteza de medición e os compoñentes de incerteza. Se cómpre distinguilos, deberían expresarse como: "compoñentes de incerteza introducidos por efectos aleatorios" e "compoñentes de incerteza introducidos por efectos do sistema";

Os erros de medición pódense dividir en erros aleatorios e erros sistemáticos segundo as súas propiedades. Por definición, tanto os erros aleatorios como os erros sistemáticos son conceptos ideais no caso de infinitas medicións.

5. A diferenza entre a corrección dos resultados da medición:

O termo "incerteza" en si mesmo implica un valor estimable. Non se refire a un valor de erro específico e exacto. Aínda que se pode estimar, non se pode usar para corrixir o valor. A incerteza introducida por correccións imperfectas só se pode considerar na incerteza dos resultados de medición corrixidos.

Se se coñece o valor estimado do erro do sistema, pódese corrixir o resultado da medición para obter o resultado da medición corrixido.

Despois de corrixir unha magnitude, esta pode estar máis preto do valor real, pero a súa incerteza non só non diminúe, senón que ás veces aumenta. Isto débese principalmente a que non podemos saber exactamente canto é o valor real, senón que só podemos estimar o grao en que os resultados da medición se achegan ou se afastan do valor real.

Aínda que a incerteza de medición e o erro presentan as diferenzas mencionadas, seguen estando estreitamente relacionados. O concepto de incerteza é a aplicación e expansión da teoría do erro, e a análise de erros segue sendo a base teórica para a avaliación da incerteza de medición, especialmente ao estimar compoñentes de tipo B, a análise de erros é inseparable. Por exemplo, as características dos instrumentos de medición pódense describir en termos de erro máximo admisible, erro de indicación, etc. O valor límite do erro admisible do instrumento de medición especificado nas especificacións e regulamentos técnicos chámase "erro máximo admisible" ou "límite de erro admisible". É o rango admisible do erro de indicación especificado polo fabricante para un determinado tipo de instrumento, non o erro real dun determinado instrumento. O erro máximo admisible dun instrumento de medición pódese atopar no manual do instrumento e exprésase cun signo máis ou menos cando se expresa como un valor numérico, xeralmente expresado en erro absoluto, erro relativo, erro de referencia ou unha combinación dos mesmos. Por exemplo ±0,1 PV, ±1 %, etc. O erro máximo admisible do instrumento de medición non é a incerteza de medición, pero pódese usar como base para a avaliación da incerteza de medición. A incerteza introducida polo instrumento de medición no resultado da medición pódese avaliar segundo o erro máximo admisible do instrumento segundo o método de avaliación de tipo B. Outro exemplo é a diferenza entre o valor de indicación do instrumento de medición e o valor verdadeiro acordado da entrada correspondente, que é o erro de indicación do instrumento de medición. Para as ferramentas de medición físicas, o valor indicado é o seu valor nominal. Normalmente, o valor proporcionado ou reproducido por un estándar de medición de nivel superior úsase como valor verdadeiro acordado (a miúdo chamado valor de calibración ou valor estándar). No traballo de verificación, cando a incerteza expandida do valor estándar dado polo estándar de medición é de 1/3 a 1/10 do erro máximo admisible do instrumento probado e o erro de indicación do instrumento probado está dentro do erro máximo admisible especificado, pódese xulgar como cualificado.