BŁĄD I NIEPEWNOŚĆ POMIARU

Każdy pomiar wielkości fizycznej obarczony jest błędem, co oznacza, że może zostać dokonany ze skończoną dokładnością – jest pewnym przybliżeniem wartości rzeczywistej. Przybliżenie to określa niepewność pomiarowa. Fakt ten związany jest nie tylko z niedoskonałością działań człowieka, lecz także z niedoskonałością wykonania przyrządów pomiarowych, przypadkowym stanem materii w chwili dokonywania pomiaru, wpływem procesu pomiarowego na wielkość mierzoną oraz przybliżonym charakterem modeli rzeczywistości opisywanych w postaci praw fizyki. Zasady obliczania i szacowania niepewności pomiarowych, a także oceny wyników pomiarów zostały opracowane przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) i zawarte są w normie opublikowanej w 1995 roku „Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement” stanowiącej wspólne dzieło siedmiu organizacji międzynarodowych. Polska zgodnie z umowami międzynarodowymi zadeklarowała się do zastosowania normy ISO, która dotyczy zapisu oraz obliczania niepewności pomiarów, a także do obowiązku użytkowania jednostek układu SI. Wersja polska wydana w roku 1999 przez Główny Urząd Miar nosi nazwę „Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik”. Wszelkie wyniki pomiarów pozbawione oceny ich dokładności są w istocie tylko wskazaniami, a podawanie niepewności razem z wynikiem nie świadczy o braku kompetencji laboratorium. Wręcz przeciwnie – umiejętność jej liczbowego wyrażenia stanowi podstawę podwyższonego zaufania do laboratorium. Wyniki pomiarów wielkości fizycznych i chemicznych wraz z informacją ilościową o jakości pomiarów pozwalają na porównanie ich z wartościami odniesienia podanymi w specyfikacjach lub normach, a także do oszacowania ich wiarygodności w porównaniu z wynikami uzyskanymi przez inne laboratoria.

[frg. wstępu]

SPIS TREŚCI
Przedmowa 5
1. BŁĄD POMIARU 7
1.1. Przyczyny powstawania błędów 7
1.1.1. Nieścisłość definicji wielkości mierzonej 7
1.1.2. Błędy instrumentalne 8
1.1.3. Błędy metody 9
1.1.4. Błędy środowiskowe 16
1.1.5. Błędy obserwacji 17
1.1.6. Błędy obliczeniowe 19
1.2. Rodzaje błędów pomiaru i metody ich eliminacji 20
1.2.1. Błędy systematyczne 22
1.2.2. Błędy przypadkowe 23
1.2.3. Błędy nadmierne 25
1.3. Oszacowanie błędów przy pomiarach pośrednich 27
2. NIEPEWNOŚĆ POMIARU 30
2.1. Metody szacowania niepewności pomiaru 35
2.1.1. Wyznaczanie składowych niepewności pomiaru Metodą A 36
2.1.2. Wyznaczanie składowych niepewności pomiaru Metodą B 37
2.2. Wyznaczanie niepewności pomiaru
przy pomiarach bezpośrednich 40
2.3. Wyznaczanie niepewności pomiaru przy pomiarach pośrednich 58
2.4. Niepewność średniej ważonej 63
3. STWIERDZENIE ZGODNOŚCI WYROBU
ZE SPECYFIKACJĄ 65
3.1. Graficzna interpretacja wyników pomiaru 65
3.2. Zasady podejmowania decyzji 69
3.3. Algorytm postępowania przy wyborze
zasady podejmowania decyzji 73
4. ROZKŁADY ZMIENNYCH LOSOWYCH 75
4.1. Rozkład normalny 75
4.2. Rozkład t-Studenta 79
4.3. Rozkład jednostajny 82
4.4. Rozkład trójkątny 82
4.5. Rozkład antymodalny 83
Bibliografia 85