منابع خطا وعدم قطعیت
خطاها و عدم قطعیت ها از کجا ناشی می شوند
موارد بسیاری می تواند منجر به اشکال در یک اندازه گیری شود. این عیوب در اندازه گیری ممکن است قابل رویت یا غیرقابل دیدن باشند. از آنجایی که اندازه گیری های واقعی هرگز تحت شرایط کاملی بدست نمی آیند لذا منابع ایجاد خطا و عدم قطعیت اندازه گیری از موارد زیر ناشی می شوند
منابع خطا و عدم قطعیت، ابزار اندازه گیری
ابزار اندازه گیری ممکن است از خطاهایی مانند اریبی (تمایل به یک طرف)، تغییرات ناشی از طول عمر، پوسیدگی، خوردگی، سایش یا انواع دیگر انحراف، ناخوانا بودن، اغتشاش و سر و صدا ( در وسایل الکتریکی ) و بسیاری از مشکلات دیگر دچار خرابی شوند
منابع خطا و عدم قطعیت، جسم مورد اندازه گیری
ممکن است جسم، پایدار و ثابت نباشد. تصور کنید می خواهید اندازة یک مکعب یخی را در هوای گرم اندازه گیری کنید.
منابع خطا و عدم قطعیت، فرآیند اندازه گیری
ممکن است انجام خود اندازه گیری با مشکلاتی همراه باشد. به عنوان نمونه مشکلات خاص مربوط به اندازه گیری ابعاد یک جسم خیلی کوچک را در نظر بگیرید.
منابع خطا و عدم قطعیت، عدم قطعیت های ورودی
معمولا عدم قطعیت مربوط به کالیبراسیون ابزار اندازه گیری با عدم قطعیت اندازه گیری های بدست آمده ترکیب خواهد شد. قابل ذکر است که عدم قطعیت ناشی از کالیبره نکردن ابزار بسیار مضر می باشد.
منابع خطا و عدم قطعیت، مهارت اپراتور
بعضی از اندازه گیری ها به مهارت و قضاوت اپراتور بستگی دارد. ممکن است در کار حساس تنظیم کردن و اندازه گیری، دقت شخصی نسبت به دیگری بیشتر بوده یا در خواندن اندازه ها با چشم، جزئیات را بهتر گزارش دهیم. مثلا استفاده از ابزاری مانند کرونومتر، زمان عکس العمل اپراتور بستگی دارد. قابل ذکر است که این اشتباهات بزرگ و فاحش که از طرف اپراتور ناشی می شود ( خطای اپراتور) جزء منابع ایجاد عدم قطعیت اندازه گیری محسوب نخواهد شد.
منابع خطا و عدم قطعیت، روش نمونه گیری
اندازه گیری هایی که انجام می دهیم می بایست نمایندة شایسته ای از فرآیند مورد ارزیابی باشد. به عنوان مثال اگر قصد اندازه گیری درجه حرارت محیط کار را داریم نباید از دماسنج نصب شدة روی دیوار که در نزدیکی تهویة مطبوع قرار دارد استفاده کنیم. همچنین اگر برای اندازه گیری قصد انتخاب نمونه هایی از خط تولید را داریم نباید نمونه های انتخابی از 10 محصولی که در صبح روز اول هفته تولید شده انتخاب گردند.
منابع خطا و عدم قطعیت، محیط
درجه حرارت، فشار هوا، رطوبت و شرایط بسیار دیگری می تواند بر ابزار اندازه گیری یا جسم مورد اندازه گیری تاثیر بگذارد.
تذکرات کلی
در مواردی که اندازه و اثر خطا معلوم باشد ( مثلا از گواهینامه کالیبراسیون ) می بایست تصحیحی برابر و با علامت مخالف بر روی نتیجة اندازه گیری اعمال کرد. به عنوان مثال اگر خطای دستگاه در گواهینامه کالیبراسیون 0.01 و نتیجة 2 باشد با اعمال تصحیح یاد شده مقدار اندازه گیری شده برابر با 1.99 خواهد شد. اما در حالت کلی، عدم قطعیت های ناشی از منابع یاد شده و از سایر منابع دیگر هر یک به صورت انفرادی سهمی از عدم قطعیت کلی را به خود اختصاص خواهند داد.
فرآیند تخمین عدم قطعیت
تخمین عدم قطعیت در اصل ساده می باشد. پاراگرافهایی که در ادامه می آیند کارهاي لازم جهت رسیدن به تخمین عدم قطعیت مرتبط با نتیجه اندازه گیري را به طور خلاصه توضیح می دهند. بخش هاي بعدي نیز راهنمایی هاي اضافی و کاربردي در شرایط مختلف را توضیح می دهند،
این راهنمایی ها عمدتاً شامل چگونگی استفاده از داده هاي بدست آمده درون سازمانی و مطالعات صحه گذاري متد مشترك، داده هاي QC داده هاي بدست آمده از آزمون مهارت (PT) و استفاده از اصول انتشار عدم قطعیت نرمال می باشند. مراحل انجام شده به ترتیب زیر می باشند
گام 1: تعیین اندازه ده
یک توضیح روشن از آنچه که قرار است اندازه گیري شود را بنویسید. این توضیح میتواند شامل ارتباط بین کمیت اندازه ده و آن دسته از کمیت هاي ورودي (براي مثال، کمیت هاي اندازه گیري شونده، مقادیر استاندارد کالیبراسیون و غیره) باشند که اندازه ده به آنها وابسته است. هر جا که امکان داشته باشد، تصحیح هاي لازم براي اثرات سیستماتیک شناخته شده را هم لحاظ کنید. اطلاعات مربوط به مشخصات میبایست در روش اجرایی استاندارد (SOP) و یا دیگر تعریفهاي متد مرتبط ارائه شده باشند.
گام 2: تعیین منابع عدم قطعیت
منابع احتمالی عدم قطعیت را فهرست کنید. این کار شناسایی منابعی است که میتوانند در عدم قطعیت روي پارامترهاي موجود در رابطه ي تعیین شده گام 1 مشارکت داشته باشند. هر چند منابع دیگري هم ممکن است وجود داشته باشند و در صورت نیاز حتی میبایست منابع احتمالی عدم قطعیت ناشی از فرض ها را نیز لحاظ کرد
.گام 3: تعیین کمی مولفه هاي عدم قطعیت
اندازه مولفه عدم قطعیت مرتبط با هر منبع احتمالی عدم قطعیت شناسایی شده را تخمین بزنید. اغلب، امکان تخمین یا تعیین یک سهم تک براي عدم قطعیت مرتبط با تعداد زیادي منابع جدا از هم، با استفاده از داده هاي مطالعات صحهگذاري و دادههاي QC و غیره وجود دارد.
استفاده از یک چنین داده هایی، کار لازم براي تخمین عدم قطعیت را به طور قابل ملاحظه اي کاهش میدهد، و چون در انجام این کار از داده هاي آزمایشگاهی واقعی استفاده می شود،
لذا می تواند به تخمین هاي قابل اعتماد از عدم قطعیت نیز بینجامد. همچنین مهم است این نکته را در نظر بگیریم که آیا داده هاي موجود، توضیح کافی در مورد تمام منابع عدم قطعیت را ارائه می دهند یا نه، نکته دیگر آن که بعضی وقتها براي کسب اطمینان از این که آیا تمام منابع عدم قطعیت لحاظ شدهاند یا نه به آزمایشها و مطالعات اضافی دیگري نیاز خواهیم داشت.
گام 4: محاسبه عدم قطعیت مرکب
اطلاعات بدست آمده از گام 3، چه مرتبط با منابع تک یا مرتبط با اثرات ترکیبی چندین منبع باشند، در هر حالت شامل تعدادي از مولفه هاي با مقدار معین و سهیم در عدم قطعیت کل خواهند بود.
مقدار هر یک از سهم ها می بایست به شکل انحراف استاندارد بیان و سپس بر اساس قوانین خاصی با یکدیگر ترکیب شده تا منجر به عدم قطعیت استاندارد مرکب شوند. براي رسیدن به عدم قطعیت بسط یافته، فاکتور پوشش مناسب نیز می بایست اعمال شود.
