Podręcznik
1. Obiekt
1.3. Niepewność pomiaru
Jak zaznaczono wcześniej przypisanie wartości liczbowej do wielkości mierzonej wymaga porównania tej wielkości z wzorcem odtwarzającym jednostkę miary. Oczywiście takie porównanie zachodzi z pewną skończoną dokładnością uwarunkowaną chociażby przez metodę porównania. Generalnie, wykonując jakiekolwiek pomiary, bardzo ważna jest umiejętność lokalizacji źródeł błędów i ich eliminacji oraz oszacowania niepewności pomiaru. Aktualnie obowiązującą formą określania dokładności pomiaru jest właśnie niepewność, którą można utożsamiać z określeniem błąd pomiaru.
Każdy wynik pomiaru powinien być podawany razem z oszacowaniem niepewności, a ściślej przedziału niepewności. Niestety szacowanie niepewności jest procesem bardzo złożonym i czasochłonnym, a stosowany aparat matematyczny wykorzystuje pojęcia z zakresu statystyki matematycznej. Wprowadza się pojęcia niepewności typu A i typu B. Niepewność typu A jest związana z występowaniem błędów przypadkowych. Szacowanie niepewności typu A wymaga wykonania serii pomiarów i wyznaczenia wariancji oraz odchylenia standardowego przy założeniu, że najlepszym przybliżeniem prawdziwego wyniku jest estymator wartości oczekiwanej. Nieco prostsze jest wyznaczanie niepewności typu B związanej z niedoskonałością aparatury pomiarowej i metody pomiaru. Oprócz wspomnianych błędów przypadkowych, na które użytkownik nie ma wpływu, ale może je oszacować metodami statystycznymi, występują błędy systematyczne. Teoretycznie takie błędy można wyeliminować i uwzględnić w wyniku pomiaru przez wprowadzenie poprawki.
W praktyce dokonując pomiaru za pomocą dowolnego przyrządu powinno się przynajmniej skorzystać ze specyfikacji przyrządu i uzupełnić wynik pomiaru o wartość tak określonej niepewności. Będzie to tzw. błąd bezwzględny stanowiący różnicę pomiędzy wartością zmierzoną, a rzeczywistą. Użytkownik nie zna oczywiście wartości rzeczywistej i to producent sprzętu zapewnia, że dokonując pomiaru popełni się błąd nie większy niż wynikający ze specyfikacji. Wynik pomiaru można też uzupełnić o podanie błędu względnego stanowiącego iloraz błędu bezwzględnego i wartości zmierzonej.
Na jakość pomiaru wpływ mają zarówno metody jak i przyrządy pomiarowe (rys. 5).
Rys. 5. Metosy i narzędzia pomiarowe