Неопределенность измерений, как параметр, характеризует рассеяние множества возможных значений величин, а не погрешность конкретного результата измерения

Сущность концепции неопределенности измерений

ДЕ 2 2.02.4 Неопределенность измерений

ДЕ 2. Точность измерений

1. Сущность концепции неопределенности измерений.

2. Отличие «неопределенности» от «погрешности».

3. Неопределенность типов А и В и их отражающие характеристики.

4. Основные источники неопределенности.

5. Методы объединения частных неопределенностей.

6. Объединение частных неопределенностей.

В качестве признанной на международном уровне меры доверия к результатам измерений принята неопределенность измерений.

Методология применения неопределенности измерений для оценки качества измерений (как меры доверия к результатам измерений) изложена в Руководстве GUM. В нем формально установлены общие правила для оценивания и выражения неопределенности для широкого круга измерений, реализующие концепцию «неопределенности». В Российской Федерации практические рекомендации по применению указанного Руководства изложены в рекомендациях.

Основные положения концепции «неопределенности»:

Неопределенность измерений – это параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть обосновано приписаны измеряемой величине.

Неопределенность измерений есть оценка той части выражения результата измерения, которая характеризует интервал неопределенности, содержащий заданную долю распределения значений, которые могли быть обосновано приписаны измеряемой величине (субъективная интерпретация неопределенности).

Неопределенность измерений понимают как неполное знание значения измеряемой величины и для количественного выражения этой неполноты вводят распределения вероятностей возможных (обосновано приписанных) значений измеряемой величины.

Таким образом, параметр этого распределения (также называемый - неопределенность) - количественно характеризует точность результата измерения.

Форма представления знаний о неопределенности - это параметр функции распределения результата измерения как случайной величины. Если в качестве этого параметра выбрано стандартное отклонение, то его называют стандартной неопределенностью. Если выбран доверительный интервал, то его называют расширенной неопределенностью.

2. Отличие «неопределенности» от «погрешности»

Руководство GUM фактически приобрело статус международного регламента, обязательного к применению. Оно нацелено, во-первых, на обеспечение потребителей полной информацией о всех составляющих погрешности результатов измерений и, во-вторых, на международную унификацию отчетов об измерениях и оценке их точности, с целью формирования основы для международного сравнения результатов измерений. При этом имеется в виду, что всемирное единство в методах оценки точности измерений обеспечивает правильное использование результатов измерений во всех областях деятельности.

Концепция неопределенности, введенная в Руководстве, заключается в следующем.

Базовые понятия классической теории точности: истинное значение, действительное значение и погрешность измерения — не вводятся.

Взамен введено понятие неопределенность измерения, понимаемое как сомнение, неполное знание значения измеряемой величины после проведения измерений (трактовка в широком смысле) и как количественное описание этого неполного знания (трактовка в узком смысле).

Далее это понятие уточняется: неопределенность — параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть приписаны измеряемой величине.

В математической статистике известны два вида параметров, характеризующих рассеяние некоррелированных случайных величин: СКО и доверительный интервал. Они и принимаются в качестве характеристик неопределенности с наименованиями стандартная неопре деленность и расширенная неопределенность. При этом, как и следовало ожидать, оказалось, что стандартная неопределенность является полным аналогом СКО погрешности измерений, а расширенная неопределенность — полным аналогом доверительных границ погрешности измерений. И в этом указанная концепция сомкнулась с традиционной постановкой задачи оценивания точности измерений.

Таким образом, в части практических приложений новая концепция оценивания точности измерений оказалась полностью идентичной классической. Более того, эти концепции тесно связаны друг с другом и, в принципе, известны давно.

Можно констатировать, что эти концепции отличаются тем, к какой величине относят дисперсию, характеризующую разброс наблюдаемых значений.

При классическом подходе ее относят к истинному значению измеряемой величины X, в другом случае — к результату измерений L.

Но это различие не влияет на подведение окончательных результатов, поскольку и в классическом подходе погрешности измерений также приписывают результату измерений. Таким образом, обе концепции дополняют друг друга, сливаясь в единую концепцию оценивания точности результатов измерений.

При этом, следуя причинно-следственным связям, целесообразно установить следующую последовательность введения основных понятий теории точности измерений:

истинное значение величины => действительное значение величины => результат измерения => погрешность измерения => неопределенность результата измерения как характеристика этой погрешности.

Таким образом, понятия погрешность и неопределенность могут быть гармонично использованы без их взаимного противопоставления.

Дата добавления: 2015-05-26