測定の不確かさと測定誤差の違い

測定の不確かさと誤差は、計測学で研究される基本命題であり、計測試験者によってよく使用される重要な概念の 1 つでもあります。これは、測定結果の信頼性と、値の送信の精度と一貫性に直接関係します。ただし、概念が明確でないため、多くの人がこの 2 つを簡単に混同したり、誤用したりします。この記事では、「測定の不確かさの評価と表現」を研究した経験を組み合わせて、この 2 つの違いに焦点を当てます。まず明確にしておくべきことは、測定の不確かさと誤差の概念的な違いです。

測定の不確かさは、測定値の真の値が含まれる値の範囲の評価を特徴付けます。これは、特定の信頼確率に従って真の値が収まる範囲を示します。標準偏差またはその倍数、あるいは信頼水準を示す区間の半幅とすることができます。これは具体的な真の誤差ではなく、誤差範囲のうち補正できない部分をパラメータの形で定量的に表現したものにすぎません。これは、偶発的な影響と系統的な影響の不完全な補正から導出され、合理的に割り当てられた測定値を特徴付けるために使用される分散パラメータです。不確かさはその求め方によりAとBの2種類の評価成分に分けられます。タイプAの評価成分は、観測系列の統計解析による不確実性評価であり、タイプBの評価成分は、経験等に基づいて推定され、近似的な「標準偏差」で表される不確実性成分があると想定されます。

ほとんどの場合、誤差は測定誤差を指し、その伝統的な定義は測定結果と測定値の真の値との差です。通常、系統的エラーと偶発的エラーの 2 つのカテゴリに分類できます。誤差は客観的に存在しており、明確な値であるはずですが、真の値が分からない場合が多いため、真の誤差を正確に知ることはできません。私たちは、特定の条件下での真理値の最良の近似値を求めるだけであり、それを従来の真理値と呼びます。

概念を理解すると、測定の不確かさと測定誤差の間に主に次の違いがあることがわかります。

1. 評価目的の違い:

測定の不確かさは、測定値のばらつきを示すことを目的としています。

測定誤差の目的は、測定結果が真の値からどの程度乖離しているかを示すことです。

2. 評価結果の違い:

測定の不確かさは、標準偏差または標準偏差の倍数、または信頼区間の半値幅で表される符号なしパラメータです。実験やデータ、経験などの情報に基づいて人によって評価されます。; AとBの2種類の評価方法により定量的に求めることができます。

測定誤差は正または負の符号が付いた値です。その値は、測定結果から測定された真の値を引いたものです。真の値は不明なので正確に求めることはできません。真値の代わりに従来の真値を使用すると、推定値しか得られない。

3. 影響を与える要因の違い:

測定の不確かさは分析と評価を通じて人間によって得られるため、測定対象に対する人々の理解に関連し、量と測定プロセスに影響を与えます。

測定誤差は客観的に存在し、外的要因の影響を受けず、人々の理解によって変化するものでもありません。

したがって、不確実性分析を行う際には、さまざまな影響要因を十分に考慮し、不確実性の評価を検証する必要があります。そうしないと、分析と推定が不十分なため、測定結果が真の値に非常に近い（つまり、誤差が小さい）場合に推定された不確かさが大きくなる可能性があり、または測定誤差が実際に存在する場合に与えられた不確かさが非常に小さくなる可能性があります。大きい。

4. 性質による違い:

一般に、測定の不確実性と不確実性成分の特性を区別する必要はありません。区別する必要がある場合は、「ランダム効果によって導入された不確実性成分」と「システム効果によって導入された不確実性成分」と表現する必要があります。

測定誤差は、その性質に応じてランダム誤差と系統的誤差に分類できます。定義上、ランダム誤差と系統誤差はどちらも、無限に多くの測定を行う場合には理想的な概念です。

5. 測定結果の補正の違い:

「不確実性」という用語自体が、推定可能な値を意味します。特定の正確なエラー値を指すものではありません。推定することはできますが、値を修正するために使用することはできません。不完全な補正によってもたらされる不確かさは、補正された測定結果の不確かさの中でのみ考慮することができます。

システム誤差の推定値がわかれば、測定結果を補正して、補正された測定結果を得ることができる。

振幅を補正すると、その値は真の値に近づく可能性がありますが、その不確実性は減少しないだけでなく、場合によっては大きくなります。これは主に、真の値がどの程度であるかを正確に知ることができず、測定結果が真の値にどの程度近いか、または真の値からどの程度離れているかを推定することしかできないためです。

測定の不確かさと誤差には上記のような違いがありますが、依然として密接な関係があります。不確かさの概念は誤差理論の応用と拡張であり、誤差解析は依然として測定の不確かさの評価の理論的基礎であり、特に B タイプの成分を推定する場合、誤差解析は切り離すことができません。たとえば、測定器の特性は最大許容誤差や表示誤差などで表すことができます。技術仕様書や法規で定められている測定器の許容誤差の限界値を「最大許容誤差」または「最大許容誤差」といいます。 「許容誤差制限」。機器のメーカーが定めた表示誤差の許容範囲であり、機器の実誤差ではありません。測定器の最大許容誤差は測定器のマニュアルに記載されており、数値で表す場合はプラスまたはマイナスの符号で表され、通常は絶対誤差、相対誤差、基準誤差、またはそれらの組み合わせで表されます。例：±0.1PV、±1%など。測定器の最大許容誤差は測定の不確かさではありませんが、測定の不確かさの評価の基礎として使用できます。測定器によって測定結果に生じる不確かさは、B タイプの評価方法に従って、測定器の最大許容誤差に従って評価できます。別の例は、測定器の指示値と、対応する入力の合意された真の値との差、すなわち測定器の指示誤差である。物理測定器の場合、表示値は公称値です。通常、より高いレベルの測定標準によって提供または再現された値が、合意された真の値 (校正値または標準値と呼ばれることが多い) として使用されます。検証作業において、計量規格が定める基準値の拡張不確かさが被試験機器の最大許容誤差の1/3～1/10であり、被試験機器の指示誤差が規定の最大許容誤差以内の場合エラーであれば合格と判断できます。