European knowledge baseEuropean calibration knowledge platform
Measurement uncertainty · 27 perc

A-modelú uncertaintyértékelés: több mint ismételt measurementek szórása

Az ismételt megfigyelések statisztikai értékelése, a középérték uncertaintya, autokorreláció, drift, szabadságfok és a measurement sorozat érvényességének vizsgálata.

A-modelú uncertaintyértékelés: több mint ismételt measurementek szórása – szakmai ábra

Az A-modelú értékelés lényege nem az, hogy „legalább tízszer mérünk”. A cél annak statisztikai leírása, hogyan viselkedik a measurement result azonosnak tekintett feltételek között, és ebből milyen uncertainty rendelhető a választott becsléshez.

Mit jelent az A-model?

A GUM az A-modelú értékelést a uncertainty statisztikai elemzésen alapuló meghatározásaként kezeli. Az A és B jelölés az értékelés módját különbözteti meg, nem a uncertainty „minőségét”. Mindkettő standard uncertaintygá alakítva kerül a kombinált uncertaintyba.

A- és B-modelú uncertaintyértékelés
Az A- és B-model nem két külön uncertaintyfajta, hanem két információfeldolgozási út.

Mikor tekinthető egy sorozat ismételt measurementnek?

Az ismételt megfigyeléseknek ugyanazon measurandra, összehasonlítható feltételek között kell vonatkozniuk. Ha a measurement rendszer közben melegszik, a forrás öregszik, a kezelő változtat a beállításon vagy a környezeti feltételek trendet mutatnak, a sorozat nem feltétlenül azonos eloszlásból származó független mintának tekinthető.

Warning: a nagy measurementszám önmagában nem javítja a uncertaintyot, ha az adatok korreláltak vagy driftet tartalmaznak. Ilyenkor az s/√n képlet indokolatlanul optimista resultt adhat.

Átlag, szórás és standard uncertainty

Független, azonos eloszlású megfigyeléseknél az aritmetikai középérték a várható érték becslése. Az egyedi megfigyelések tapasztalati szórása a folyamat szóródását, a középérték standard uncertaintya pedig a középérték becslésének uncertaintyát jellemzi.

x̄ = (1/n) Σxᵢ    ·    s² = [1/(n−1)]Σ(xᵢ−x̄)²    ·    u(x̄)=s/√n

Fontos eldönteni, hogy az result egyetlen jövőbeli kijelzésre vagy a sorozat átlagára vonatkozik. Előbbi esetben az ismétlőképességi szórás nem osztható automatikusan √n-nel.

Időbeli függés és drift

Idősoros measurementnél vizsgálni kell a trendet és az autokorrelációt. Egyszerű vizuális ellenőrzés mellett használható regresszió, maradékelemzés, futóátlag vagy kontrollkártya. Ha a drift a measurement modell részeként korrigálható, a korrekció uncertaintyát értékelni kell. Ha nem korrigálható megbízhatóan, a measurement feltételek szűkítése vagy más mintavételi terv lehet szükséges.

Szabadságfok és lefedettség

A szórásbecslés megbízhatósága függ a szabadságfoktól. Kis mintánál a uncertaintybecslés maga is bizonytalanabb. A kombinált standard uncertainty kiterjesztésekor az effektív szabadságfok Welch–Satterthwaite összefüggéssel becsülhető, ha a feltételek teljesülnek.

Számítási példa

Egy fénysűrűségmérő 12 ismételt leolvasásának átlaga 102,44 cd/m², tapasztalati szórása 0,18 cd/m². Ha a közölt result a 12 measurement átlaga, akkor az A-modelú standard uncertainty 0,18/√12 = 0,052 cd/m². Ha viszont a felhasználás során egyetlen leolvasás várható, a releváns ismétlőképességi hozzájárulás közelebb áll a 0,18 cd/m² értékhez.

Gyakori hibák

  • a sorozat átlagának és egyetlen kijelzésnek az összekeverése;
  • trend vagy autokorreláció figyelmen kívül hagyása;
  • kiugró érték automatikus deletee előre rögzített szabály nélkül;
  • túl kevés adatból származó szórás változatlan kezelése;
  • az ismétlőképesség és reprodukálhatóság összekeverése.

Elsődleges sources

  1. JCGM 100:2008 – Guide to the expression of uncertainty in measurement
  2. JCGM GUM-1:2023 – Introduction

A cikk a sources magyarázó feldolgozása. A normatív vagy hivatalos requirement megállapításához mindig az eredeti dokumentum érvényes kiadását kell használni.

Position in the knowledge system

Recommended next steps

Measurement uncertainty áttekintése →
Foundation szint3 perc estimated reading8 fejezet
Szakmai edit

A accreditedcalibration.eu tartalma a LightingLab accredited calibrationi és measurementügyi tapasztalatára épül. A requirement, az útmutatás és a szakmai értelmezés a szövegben elkülönül.