Вопрос 5. Неопределенность результата измерения

В эпоху расширения международного сотрудничества в различных сферах деятельности необходимо, чтобы метод для оценки точности проводимых измерений был единым во всем мире, чтобы результаты измерений, проводимые в разных странах, можно было легко сличать.

Отсутствие международного единства в вопросе оценки точности результатов измерений привело к разработке международными организациями: Международным бюро мер и весов, Международной электротехнической комиссией, Международной федерацией клинической химии, Международной организацией по стандартизации, Международным союзом по чистой и прикладной физике, Международной организацией законодательной метрологии такого международного документа, содержащего новую концепцию описания результатов измерения, как «Руководство по выражению неопределенности в измерениях». Целями данного руководства явились:

– обеспечить полную информацию о том, как составлять отчеты о неопределенностях;

– предоставить основу для международного сличения результатов измерений.

Сразу после издания в 1993 г. руководство приобрело статус неформального международного стандарта, который внес согласованность во все научные и технические измерения и всемирное единство в оценке точности результатов измерений путем расчета неопределенности.

Принципы этого руководства предназначены для использования в широком спектре измерений, включая те, которые требуются для поддержания контроля качества и обеспечения его в процессе производства; проведения фундаментальных и прикладных исследований в науке и технике; разработки, поддержания и сличения международных и национальных эталонов единиц физических величин, включая стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов.

Основными положениями руководства являются:

– отказ (по возможности) при изложении от использования понятий «погрешность» и «истинное значение измеряемой величины» в пользу понятий «неопределенность» и «оцененное значение измеряемой величины»;

– переход от деления (классификации) погрешностей по природе их появления на «случайные» и «систематические» к делению по способу оценивания неопределенностей измерений (по типу А – методами математической статистики и по типу В – другими методами).

Идейной основой замены термина «погрешность» на «неопределенность» является философское понимание того, что «истинное значение» непознаваемо и погрешность как базирующаяся на использовании истинного значения измеряемой величины теряет смысл. Новизну концепции авторы руководства видят в том, что «неопределенность» – мера сомнений, является неотъемлемой частью результата  измерения, тогда как погрешность часто трактуется как некоторая самодостаточная конкретная величина.

Неопределенность измерения трактуется в двух смыслах: широком и узком. В широком смысле «неопределенность» трактуется как «сомнение»: например: «когда все известные и предполагаемые составляющие поправки оценены и внесены, все еще остается неопределенность относительно истинности указанного результата, т. е. сомнение в том, насколько точно результат измерения представляет значение измеряемой величины». В узком смысле «неопределенность» – есть параметр, связанный с результатом измерений, который характеризует разброс значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине. Оценки неопределенностей получают на основе ряда экспериментальных данных (оценки неопределенности по типу А) и на основе любой другой, нестатистической информации (оценки неопределенностей по типу В).

В качестве неопределенности измерения оценивают стандартную неопределенность и расширенную неопределенность.

Стандартная неопределенность – неопределенность результата измерений, выраженная как стандартное отклонение.

Расширенная неопределенность – величина, определяемая интервал вокруг результата измерений, в пределах которого можно ожидать, находится большая часть распределения значений, которые с достаточным основанием могли бы быть приписаны измеряемой величине.

Неопределенность является количественной мерой того, насколько надежной оценкой измеряемой величины является полученный результат. Неопределенность не означает сомнение в результате, а, наоборот, неопределенность предполагает увеличение степени достоверности результата.

Неопределенность является мерой:

– наших знаний о физической величине после измерений;

– качества измерений с точки зрения точности;

– надежности результата измерения.

С целью способствования сотрудничеству между лабораториями и органами по аккредитации, взаимного признания результатов измерений и гармонизации национальных требований и процедур с международными в Республике Беларусь введен национальный стандарт СТБ ИСО/МЭК 17025 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий». Стандарт устанавливает, что оценка точности результата измерений должна сопровождаться посредством расчета неопределенности. С введением в действие указанного стандарта оценка неопределенности результата измерения стала актуальной практической задачей.