Існують наступні характеристики невизначеності вимірювань:
- UA - стандартна невизначеність за типом А - це середнє квадратичне відхилення (СКО), що характеризує випадкову похибку;
- U В - стандартна невизначеність за типом В - це середнє квадратичне відхилення (СКО), що характеризує невиключену систематичну похибку;
- UС - сумарна невизначеність - це середнє квадратичне відхилення (СКО), що характеризує сумарну похибка;
- U Р - розширена невизначеність - довірчі кордону похибки.
Стандартна невизначеність типу А:
де Хi - результати вимірювань величини X. При цьому за результат вимірювань приймають середнє значення.
Ця формула може бути застосована тільки для статистичних методів (коли кількість вимірювань більше 30).
Для одноразових вимірювань розраховується стандартна невизначеність типу В. Оцінюють на основі апріорного закону розподілу.
- нормальний закон розподілу
- трикутний закон розподілу
- рівномірний закон розподілу
Джерелом інформації для розрахунку стандартної невизначеності за типом В можуть бути:
- дані попередніх вимірів
- дані, отримані в результаті досвіду або загальних знань про поведінку і властивості відповідних речовин і приладах
- специфіка виробництва (найчастіше)
- дані з властивостей про повірку або калібрування, інших сертифікатів
- невизначеності, що приписується довідковими даними.
Але проблема полягає в тому, що результат вимірювань 1 (одноразове вимірювання), а закон розподілу невідомий.
Якщо «вгадувати» закон розподілу, то можуть вийти 2 ситуації:
- точність занижена, СКО завищено. У цій ситуації ми, як би, «недооцінюємо» прилад, адже насправді ми виробляємо вимірювання з більш високою точністю, ніж розрахували.
- точність завищена, СКО занижено. Дана ситуація більш небезпечна, тому що результат вимірювань буде непередбачуваний, з огляду на завищеною точності приладу, і тому цю ситуацію не можна допускати в принципі.
Виходом може бути наступне правило:
Коли закон розподілу невідомий, то з можливих законів розподілу потрібно взяти той, який має максимальне СКО, тобто рівномірний закон. Як наслідок, точність може бути занижена, але це більш безпечно для замовника.
Керівництво ISO за висловом невизначеностей призводить інше обґрунтування для вибору закону розподілу:
Якщо відомі кордону, то вважається що результат з однаковою ймовірністю може бути в будь-якій точці відрізка, а отже - це рівномірний закон розподілу.
Звичайно ж існують закони розподілу з великим СКО ніж в рівномірному законі, наприклад, антімодальние закони, але вони не виникають в природних процесах, а виникають лише там, де процес регулюється людиною або автоматом. Наприклад, вимірювання товщини металевої пластини при зміні температури під впливом кондиціонера.
тобто в цьому випадку розрахунок стандартної невизначеності за типом В буде здійснюється за формулою:
Сумарна стандартна невизначеність Uc - це невизначеність результату вимірювання в тому випадку, коли результат вимірювань виражається через інші величини.
де - коефіцієнт впливу
Прикладом може служити всім відомий закон Ома:
Розширена невизначеність - це величина, яка визначає інтервал близько результату вимірювання, в межах якого, ймовірно, знаходиться велика частина розподілу значень, які з достатнім на те обґрунтуванням можуть бути приписані вимірюваній величині.
Подання результату вимірювань
Інформація, необхідна для представлення результату вимірів залежить від мети використання даних. Інформація повинна бути достатньою для уточнення оцінки, якщо з'являться додаткові дані, які можуть вплинути на результат.
Необхідно вказати, врахувати і використовувати таку інформацію:
- метод і його невизначеності на основі експериментальних спостережень і вихідних даних;
- значення і джерела всіх складових невизначеності та способи їх отримання;
- оцінку складових невизначеностей;
- розширену невизначеність, що включає значення коефіцієнта К (з урахуванням закону розподілу).