ممکن است ما معنی و اهمیت عدم قطعیت در اندازه گیری را به روش های مختلفی توضیح دهیم. به طور گسترده ای شناخته شده است که مقدار یک کمیت اندازه گیری شده در محدوده خاصی تعیین می شود. این محدوده به ابزار، کیفیت اندازه گیری های انجام شده و سطح اطمینانی که در آن نتیجه نهایی باید بیان شود بستگی دارد. از تعریف رسمی که بگذریم، نیمی از این محدوده را می توان عدم قطعیت اندازه گیری نامید. عدم قطعیت در یک نتیجه اندازه گیری به هر سه عنصر فوق بستگی دارد. بنابراین، کمی کردن یک کمیت قابل اندازه‌گیری از طریق هر فرآیند اندازه‌گیری تنها زمانی معنادار است که مقدار کمیت اندازه‌گیری شده با یک واحد اندازه‌گیری مناسب داده شود و با عدم قطعیت کلی در اندازه‌گیری همراه باشد.
کیفیت یک اندازه گیری همچنین ممکن است با نیمه دامنه ای مشخص شود که انتظار می رود مقدار اندازه گیری شده در آن قرار می گیرد. اتفاقاً کلمه اندازه‌گیری باید هم به معنای یک فرآیند و هم به معنای خروجی آن فرآیند باشد. اندازه گیری ها در سطوح مختلف انجام می شود. با توجه به این واقعیت که اندازه‌گیری‌ها اساس تمام اقدامات کنترلی را فراهم می‌کنند، اندازه‌گیری‌ها در صنعت اهمیت بیشتری پیدا کرده‌اند.
اهمیت اندازه گیری درست در علم را می توان با مثال های زیر نیز نشان داد.
کشف گازهای بی اثر
چگالی گاز نیتروژن با نمونه برداری از نیتروژن از هوا و واکنش شیمیایی که در آن نیتروژن خالص تولید شده اندازه گیری می شود. چگالی نمونه نیتروژن گرفته شده از اتمسفر پس از حذف اکسیژن و CO2 مشخص می شود.
بیشتر از نیتروژن از طریق یک واکنش شیمیایی. تداوم و تفاوت معنی دار دو مقدار چگالی نیتروژن باعث شد به این نتیجه برسیم که گازهای بی اثری مانند هلیوم و آرگون موجود در اتمسفر وجود دارد.
تصحیح در ترکیب هوا
اخیراً، ترکیب هوا در نتیجه اندازه گیری های دقیق چگالی هوا تجدید نظر شده است. چگالی هوا با استفاده از فرمول CIPM محاسبه می‌شود که چگالی هوای مرطوب را بر حسب فشار، دما، رطوبت و ترکیب هوا و جرم مولی آن بیان می‌کند. چگالی هوای مرطوب با فرمول CIPM با اندازه گیری فشار، دما و رطوبت با عدم قطعیت کوچک معقول محاسبه می شود. چگالی هوا نیز با روش ثقلی اندازه گیری شده است. مقادیر به‌دست‌آمده توسط دو روش، اگرچه در هر یک از روش‌ها به خوبی مطابقت داشتند، اما با یکدیگر مقداری تفاوت داشتند.
معنی دقیق بودن کمیت
مقدار سرعت نور در خلاء دقیقاً توسط توافق نامه بین المللی در نظر گرفته شده است. اما به این معنی نیست که هیچ عدم قطعیتی در اندازه گیری آن وجود ندارد، بلکه با اختصاص یک مقدار خاص به سرعت نور در خلاء، مقدار جدیدی به متر نسبت داده ایم. مقدار نفوذپذیری فضای آزاد یا ثابت مغناطیسی مشابه است که
در نظر گرفته می شود.
. این مقدار از تعریف واحد جریان الکتریکی – آمپر، از طریق یک فرمول نظری خاص می آید. نیروی F که در واحد طول بر دو سیم موازی حامل جریان وارد می شود .
توافق بین المللی در خصوص عدم قطعیت
در دهه 1970، با درک، مزایای اندازه گیری های دقیق همراه با عدم قطعیت، همه آزمایشگاه های اندازه گیری این واقعیت را تشخیص دادند که هر نتیجه اندازه گیری باید با یک عدم قطعیت همراه باشد. در نتیجه هر آزمایشگاه شروع به دادن نتیجه همراه با عدم قطعیت کرد. اما هیچ یکنواختی در دستیابی یا بیان عدم قطعیت وجود نداشت.
با شروع جهانی شدن، تعداد بیشتری از آزمایشگاه های ملی اندازه گیری شروع به اشتراک گذاری نتایج اندازه گیری خود کردند. برای درک بهتر و آسان نتایج در ارائه مقدار میانگین نتایج آزمایشگاه‌های مختلف، لازم بود همه آزمایشگاه‌ها نتایج اندازه‌گیری را به صورت یکسان بیان کنند.
شروع توسط BIPM
در سال 1978، کمیته بین‌المللی اوزان و اندازه‌گیری‌ها (CIPM) – بالاترین مقام جهان در اندازه‌شناسی، از دفتر بین‌المللی اوزان و اندازه‌گیری‌ها (BIPM) به همراه چند آزمایشگاه ملی اندازه‌شناسی و سایر نهادهای بین‌المللی علاقه‌مند به اندازه‌شناسی درخواست کرد تا به این موضوع رسیدگی کنند.
BIPM پرسشنامه مفصلی را تهیه کرد که مسائل مربوط به آن را پوشش می داد و آن را بین 32 آزمایشگاه ملی اندازه گیری و پنج سازمان بین المللی که علاقه مند به این موضوع بودند توزیع کرد. تقریباً همه موافق بودند که رسیدن به یک روش بین‌المللی پذیرفته شده برای بیان عدم قطعیت اندازه‌گیری و همچنین یک روش یکسان برای ترکیب عدم قطعیت ضروری است.
با این حال، اجماع در مورد روش ترکیب چندین مؤلفه آشکار نبود. یازده آزمایشگاه ملی کارشناسان خود را به جلسه ای که توسط BIPM تشکیل شده است می فرستند. این گروه کاری در سال 1980 توصیه ای در مورد بیانیه عدم قطعیت ارائه کرد که CIPM آن را پذیرفت.
و در سال 1981 و در سال 1986 مجدداً تأیید شد.
منبع: عدم قطعیت اندازه گیری
