ایزو ۱۷۰۲۵ -عدم قطعیت اندازه گیری ۱

از آنجاییکه مجموعه ICS-ACS نماینده مرجع اعتبار بخشی آزمایشگاه های ILAC-ANALYTICA در ایران می باشد ، بر آن شدیم برخی مفاهیمی که در ارزیابی های صورت پذیرفته دارای برداشت و تفسیر متفاوت است را برای کاربران روشن کنیم.امید است مفید فایده باشد.

تعریف عدم‌قطعیت

VIM: “پارامتری مربوط به نتیجه اندازه‌گیری که پراکندگی مقادیری را مشخص می‌کند که می‌توان بطور منطقی به اندازه‌ده نسبت داد.”

تعریف اندازه‌ده: VIM: “اندازه‌ده Measurand کمیت ویژه‌ای است که اندازه‌گیری می‌شود.”

هدف اندازه‌گیری تعیین مقدار یک کمیت می‌باشد (اندازه‌ده). مثالهایی از اندازه‌ده شامل نقطه جوش آب تحت فشار یک اتمسفر یا سختی راکول یک نمونه فلز یا استحکام کششی یک ترکیب پلاستیکی یا طول یک قطعه فلزی در ۲۰^ºC می‌باشد. به این نکته توجه شود که هدف اندازه‌گیری تعیین یک مقدار از یک اندازه‌ده می‌باشد به بیان دیگر اگر یک اندازه‌گیری به دفعات تکرار شود، نتایج مختلفی خواهیم داشت.

عدم‌قطعیت اندازه‌گیری تردیدی است که همواره در مورد نتیجه یک اندازه‌گیری وجود دارد. ممکن است تصور کنید خط‌کش‌ها، ساعتها و ترمومترهای مرغوب باید قابل اعتماد باشند و نتایج درست را نشان دهند ولی برای هر اندازه‌گیری – حتی دقیق‌ترین آنها – همواره یک حاشیه‌ای از تردید وجود دارد.

دلایل نوسانات مربوط به نتایج اندازه‌گیری‌های تکرار شده، کمیت‌های تاثیرگذار می‌باشند که می‌توانند نتیجه اندازه‌گیری را تحت تاثیر قرار دهند. تعیین تمام کمیت‌های تاثیرگذار بر روی نتیجه اندازه‌گیری غیر ممکن است. آنهایی که بیشترین تاثیرات را دارند را می‌توان شناسایی نمود و میزان تاثیر آنها برنتیجه اندازه‌گیری را تخمین زد. در بسیاری از موارد، تاثیر آنها روی نتیجه اندازه‌گیری را می‌توان به صورت ریاضی مدل نمود.

بیان نتیجه اندازه‌گیری بدون بیان عدم‌قطعیت اندازه‌گیری تخمین زده شده ناقص، و یا حتی بدون معنی است. در بسیاری موارد دو تکنسین در یک آزمایشگاه به نتایج متفاوتی می‌رسند یا آزمایشگاه‌های مختلف نتایج مختلفی را اعلام می‌کنند و یا در بعضی موارد، مشتری و تامین‌کننده با هم اتفاق نظر ندارند.

هنگامی‌که نتیجه اندازه‌گیری یک کمیت فیزیکی گزارش می‌شود، الزامی است که بعضی اشارات کمی در مورد کیفیت نتیجه ارائه شود تا کسی که آن را استفاده می‌کند بتواند قابلیت اطمینان آن را ارزیابی کند.

بطور کلی کلمه “عدم‌قطعیت” با فرضیه عمومی “تردید” مرتبط است. عدم‌قطعیت اندازه‌گیری بیانگر تردید در خصوص اعتبار اندازه‌گیری نمی‌باشد، بلکه وجود دانش در خصوص عدم‌قطعیت بیانگر اطمینان بیشتر در مورد اعتبار نتیجه اندازه‌گیری است.

هر نوع تجزیه و تحلیل در خصوص عدم‌قطعیت باید با تعریف دقیق اندازه‌ده آغاز شود. با وجودی که ممکن است این مرحله بسیار ساده به نظر آید. در واقع مهمترین و شاید دشوارترین مرحله باشد. بدون درک صحیح از هدف اندازه‌گیری و عوامل تاثیرگذار بر روی نتیجه، نمی‌توانیم به تخمین با معنایی از عدم‌قطعیت اندازه‌گیری برسیم.

از آنجا که همواره و در هر اندازه‌گیری حاشیه تردید وجود دارد، باید از خود بپرسیم: “این حاشیه چقدر بزرگ است؟” و “تردید چه میزان بد است؟” در نتیجه برای کمی نمودن عدم‌قطعیت دو عدد وجود دارد. یکی عرض این حاشیه یا فاصله می‌باشد. عدد دیگر سطح اطمینان که بیان کننده میزان اطمینان ما از این نکته است که مقدار واقعی در حاشیه قرار دارد.

به عنوان مثال:

ما ممکن است بیان کنیم که طول یک قطعه چوب ۲۰ سانتی‌متر مثبت و منفی ۱ سانتی‌متر اندازه‌گیری می‌شود (با سطح اطمینان ۹۵%) این نتیجه می‌تواند به صورت زیر نوشته شود:

سطح اطمینان ۹۵% , ۲۰cm ± ۱ cm

این جمله به ما می‌گوید ما ۹۵%  مطمئن هستیم که طول چوب بین ۱۹ سانتی‌متر و ۲۱ سانتی‌متر خواهد بود.

خطا و عدم‌قطعیت

مفهوم دو اصطلاح “خطا” و “عدم‌قطعیت” نباید باهم اشتباه گرفته شود.

خطا تفاوت بین مقدار اندازه‌گیری شده با مقدار واقعی چیزی است که اندازه‌گیری می‌شود در حالی که عدم‌قطعیت کمی نمودن تردیدی است که درباره اندازه‌گیری وجود دارد.

هر زمانی که ممکن باشد ما تلاش می‌کنیم که خطاهای شناخته شده را اصلاح کنیم. به عنوان مثال با بکارگیری اصلاحات از گواهینامه‌های کالیبراسیون. ولی هر خطایی که مقدار آن را ندانیم می‌تواند یک منبع عدم‌قطعیت باشد.

ممکن است به عدم‌قطعیت اندازه‌گیری فقط به دلیل اینکه می‌خواهید اندازه‌گیری‌هایتان کیفیت خوبی داشته باشند و برای درک بهتر نتایج علاقمند باشید با این وجود دلایل مهمتری برای در نظر گرفتن عدم‌قطعیت اندازه‌گیری وجود دارد.

ممکن است شما اندازه‌گیری‌ها را به عنوان بخشی از فعالیتهای زیر انجام دهید:

• کالیبراسیون: جایی که عدم‌قطعیت اندازه‌گیری باید در گواهینامه گزارش گردد.
• آزمون: جایی که عدم‌قطعیت اندازه‌گیری به منظور تعیین ردی یا قبولی مورد نیاز است.

یا برآورده نمودن یک:

• تلرانس: جایی که شما نیاز دارید عدم‌قطعیت را پیش از اینکه درخصوص برآورده شدن تلرانس تصمیم‌گیری کنید، بدانید.

یا ممکن است نیاز داشته باشید یک گواهینامه کالیبراسیون یا مشخصات مکتوب یک آزمون یا اندازه‌گیری را بخوانید و درک کنید.

ادامه دارد.