L'incertezza e l'errore di misura sono proposizioni fondamentali studiate in metrologia e anche uno dei concetti importanti spesso utilizzati dai tester metrologici.È direttamente correlato all'affidabilità dei risultati di misurazione e all'accuratezza e alla coerenza della trasmissione del valore.Tuttavia, molte persone facilmente confondono o abusano dei due a causa di concetti poco chiari.Questo articolo combina l'esperienza di studio di "Valutazione ed espressione dell'incertezza di misura" per concentrarsi sulle differenze tra i due.La prima cosa da chiarire è la differenza concettuale tra incertezza ed errore di misura.
L'incertezza di misura caratterizza la valutazione dell'intervallo di valori in cui si trova il vero valore del valore misurato.Fornisce l'intervallo in cui il valore vero può cadere secondo una certa probabilità di confidenza.Può essere la deviazione standard o i suoi multipli, oppure la metà dell'intervallo che indica il livello di confidenza.Non si tratta di un vero errore specifico, esprime semplicemente quantitativamente la parte dell'intervallo di errore che non può essere corretta sotto forma di parametri.Deriva dalla correzione imperfetta degli effetti accidentali e degli effetti sistematici, ed è un parametro di dispersione utilizzato per caratterizzare i valori misurati che vengono ragionevolmente assegnati.L'incertezza è divisa in due tipologie di componenti di valutazione, A e B, a seconda del metodo per ottenerle.La componente di valutazione di tipo A è la valutazione dell'incertezza effettuata attraverso l'analisi statistica di serie di osservazioni, mentre la componente di valutazione di tipo B è stimata sulla base dell'esperienza o di altre informazioni e si presume che esista una componente di incertezza rappresentata da una "deviazione standard" approssimativa.
Nella maggior parte dei casi, l'errore si riferisce all'errore di misurazione e la sua definizione tradizionale è la differenza tra il risultato della misurazione e il valore reale del valore misurato.Solitamente possono essere suddivisi in due categorie: errori sistematici ed errori accidentali.L'errore esiste oggettivamente e dovrebbe essere un valore definito, ma poiché nella maggior parte dei casi il vero valore non è noto, il vero errore non può essere conosciuto con precisione.Cerchiamo semplicemente la migliore approssimazione del valore di verità in determinate condizioni e lo chiamiamo valore di verità convenzionale.
Attraverso la comprensione del concetto, possiamo vedere che ci sono principalmente le seguenti differenze tra incertezza di misura ed errore di misura:
1. Differenze nelle finalità di valutazione:
Per incertezza di misura si intende indicare la dispersione del valore misurato;
Lo scopo dell'errore di misurazione è indicare il grado in cui i risultati della misurazione si discostano dal valore reale.
2. La differenza tra i risultati della valutazione:
L'incertezza di misura è un parametro senza segno espresso dalla deviazione standard o dai multipli della deviazione standard o dalla semi-ampiezza dell'intervallo di confidenza.Viene valutato da persone sulla base di informazioni quali esperimenti, dati ed esperienza.Può essere determinato quantitativamente mediante due tipi di metodi di valutazione, A e B. ;
L'errore di misura è un valore con segno positivo o negativo.Il suo valore è il risultato della misurazione meno il valore reale misurato.Poiché il valore reale è sconosciuto, non può essere ottenuto con precisione.Quando si utilizza il valore vero convenzionale invece del valore vero, è possibile ottenere solo il valore stimato.
3. La differenza dei fattori che influenzano:
L'incertezza di misura viene ottenuta dalle persone attraverso l'analisi e la valutazione, quindi è legata alla comprensione del misurando da parte delle persone, influenzando la quantità e il processo di misurazione;
Gli errori di misurazione esistono oggettivamente, non sono influenzati da fattori esterni e non cambiano con la comprensione delle persone;
Pertanto, quando si esegue l’analisi dell’incertezza, si dovrebbero considerare pienamente i vari fattori d’influenza e verificare la valutazione dell’incertezza.Altrimenti, a causa di analisi e stime insufficienti, l’incertezza stimata potrebbe essere elevata quando il risultato della misurazione è molto vicino al valore reale (ovvero, l’errore è piccolo), oppure l’incertezza data potrebbe essere molto piccola quando l’errore di misurazione è effettivamente grande.
4. Differenze per natura:
Generalmente non è necessario distinguere le proprietà dell’incertezza di misura dalle componenti dell’incertezza.Se occorre distinguerle, vanno espresse come: “componenti di incertezza introdotte da effetti casuali” e “componenti di incertezza introdotte da effetti di sistema”;
Gli errori di misurazione possono essere suddivisi in errori casuali ed errori sistematici a seconda delle loro proprietà.Per definizione, sia gli errori casuali che gli errori sistematici sono concetti ideali nel caso di infinite misurazioni.
5. La differenza tra la correzione dei risultati della misurazione:
Il termine stesso "incertezza" implica un valore stimabile.Non si riferisce ad un valore di errore specifico ed esatto.Sebbene possa essere stimato, non può essere utilizzato per correggere il valore.L'incertezza introdotta da correzioni imperfette può essere considerata solo nell'incertezza dei risultati di misurazione corretti.
Se il valore stimato dell'errore di sistema è noto, il risultato della misurazione può essere corretto per ottenere il risultato della misurazione corretto.
Dopo che una grandezza è stata corretta, può essere più vicina al valore reale, ma la sua incertezza non solo non diminuisce, ma a volte diventa maggiore.Ciò è dovuto principalmente al fatto che non possiamo sapere esattamente quanto sia il valore reale, ma possiamo solo stimare il grado in cui i risultati della misurazione si avvicinano o si allontanano dal valore reale.
Sebbene l’incertezza e l’errore di misura presentino le differenze di cui sopra, sono comunque strettamente correlati.Il concetto di incertezza è l'applicazione e l'espansione della teoria degli errori e l'analisi degli errori è ancora la base teorica per la valutazione dell'incertezza di misura, soprattutto quando si stimano le componenti di tipo B, l'analisi degli errori è inseparabile.Ad esempio, le caratteristiche degli strumenti di misura possono essere descritte in termini di errore massimo ammissibile, errore di indicazione, ecc. Il valore limite dell'errore ammissibile dello strumento di misura specificato nelle specifiche tecniche e nei regolamenti è chiamato "errore massimo ammissibile" o "limite di errore consentito".Si tratta dell'intervallo consentito dell'errore di indicazione specificato dal produttore per un determinato tipo di strumento, non dell'errore effettivo di un determinato strumento.L'errore massimo consentito di uno strumento di misura può essere trovato nel manuale dello strumento ed è espresso con un segno più o meno quando espresso come valore numerico, solitamente espresso in errore assoluto, errore relativo, errore di riferimento o una combinazione di questi.Ad esempio±0,1PV,±1%, ecc. L'errore massimo consentito dello strumento di misura non è l'incertezza di misura, ma può essere utilizzato come base per la valutazione dell'incertezza di misura.L'incertezza introdotta dallo strumento di misura nel risultato della misurazione può essere valutata in base all'errore massimo ammissibile dello strumento secondo il metodo di valutazione di tipo B.Un altro esempio è la differenza tra il valore di indicazione dello strumento di misura e il valore vero concordato dell'ingresso corrispondente, che è l'errore di indicazione dello strumento di misura.Per gli strumenti di misura fisici, il valore indicato è il suo valore nominale.Di solito, il valore fornito o riprodotto da uno standard di misurazione di livello superiore viene utilizzato come valore reale concordato (spesso chiamato valore di calibrazione o valore standard).Nel lavoro di verifica, quando l'incertezza estesa del valore standard fornito dallo standard di misurazione è compresa tra 1/3 e 1/10 dell'errore massimo consentito dello strumento testato e l'errore di indicazione dello strumento testato rientra nel massimo consentito specificato errore, può essere giudicato qualificato.
Orario di pubblicazione: 10 agosto 2023
