عدم قطعیت و عوامل ایجاد کننده آن

عدم قطعیت چیست و چگونه برآورد می شود و عوامل ایجاد کننده در اندازه گیری ها چه می باشد ؟

افزودن نظر
5 پاسخ(ها)

یک پارامتر مرتبط با نتیجه اندازه‌گیري، که پراکندگی مقادیري را که میتوانند به شکل منطقی به اندازه‌ده (کمیت اندازه‌گیري‌شونده) نسبت داده شوند را مشخص میکند.

نکته ۱ : پارامتر ممکن است براي مثال یک انحراف استاندارد یا مضربی از آن، یا پهناي یک بازه اطمینان باشد.

نکته ۲ : به طور کلی عدم قطعیت اندازه‌گیري از مولفه‌هاي زیادي ناشی میشود. بعضی از این مولفه‌ها را میتوان از توزیع آماري نتایج یک سري اندازه‌گیري تخمین و از طریق انحراف استانداردها مشخص کرد. مولفه‌هاي دیگري هم که میتوانند از طریق انحراف استانداردها مشخص شوند، از توزیع‌هاي احتمال فرضی بر پایه تجربه یا دیگر اطلاعات تخمین زده میشوند.

نکته ۳ : فرض شده است که نتیجه اندازهگیري، بهترین تخمین از مقدار اندازه‌ده بوده و تمام مولفه‌هاي عدم قطعیت، شامل آن دسته از مولفه‌هایی که از اثرات سیستماتیک، نظیر مولفه‌هاي مرتبط با تصحیح‌ها و استانداردهاي مرجع ناشی میشوند، نیز همگی در نحوه‌ي پراکندگی مقادیر مشارکت دارند.

پاسخ داده شده در ۱۳۹۹/۰۲/۲۵.
افزودن نظر

عدم قطعیت به وضعیتی اطلاق می شود که احتمال وقوع یک رویداد غیر قابل پیش بینی باشد. همچنین می تواند به عنوان عدم اطمینان در مورد چیزی تعریف شود. عدم قطعیت اندازه گیری، پارامتری مرتبط با نتایج اندازه گیری از قبیل آزمون و کالیبراسیون است که محدوده مقادیر مربوط به کمیت اندازه گیری را تعیین می کند. عدم قطعیت اندازه گیری یک نتیجه کمی – یک اندازه ده از یک شاخص کیفی است. اندازه ده به عنوان کمیتی که مورد اندازه گیری قرار می گیرد تعریف می شود.مولفه هایی همچون  مواد و تجهیزات، قابل محاسبه نبودن یک فاکتور، بی دقتی، شرایط محیطی (رطوبت، تغییرات دما، فشار هوا و …) میتواند باعث ایجاد عدم قطعیت در اندازه گیری شود.

دو نوع رویکرد محاسبه عدم قطعیت اندازه گیری وجود دارد:

  • نوع A (بالا به پایین) – با استفاده از توزیع احتمال آماری، و
  • نوع B (پایین به بالا) – با استفاده از توزیع احتمال “مفروض”.

این رویکردها می توانند به صورت مستقل یا تجمیعی مورد استفاده قرار گیرند

 

پاسخ داده شده در ۱۳۹۹/۰۲/۲۵.
افزودن نظر

تعریف عدم‌قطعیت

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 ۲۰ºC 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.

کلمه عدم قطعیت به معنی تردید در خصوص اعتبار نتیجه می‌باشد. عدم‌قطعیت اندازه‌گیری به ما اطلاعاتی درباره کیفیت اندازه‌گیری ارائه می‌دهد. نتیجه فقط تخمینی از مقدار واقعی می‌باشد و فقط هنگامی کامل است که با بیانیه‌ای در‌خصوص عدم‌قطعیت همراه باشد.

کلمه عدم قطعیت به معنی تردید در خصوص اعتبار نتیجه می‌باشد. عدم‌قطعیت اندازه‌گیری به ما اطلاعاتی درباره کیفیت اندازه‌گیری ارائه می‌دهد. نتیجه فقط تخمینی از مقدار واقعی می‌باشد و فقط هنگامی کامل است که با بیانیه‌ای در‌خصوص عدم‌قطعیت همراه باشد.

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.
پاسخ داده شده در ۱۳۹۹/۰۲/۲۵.
افزودن نظر

عدم قطعیت چیست؟

عدم قطعیت یک اندازه گیری اطلاعاتی درمورد کیفیت یک شی بیان می کند. عدم قطعیت در واقع،  شک و گمانی است که در نتیجه هر اندازه گیری پدید می آید. ممکن است تصور کنید ساعت کورنومتر های مدرن کاملا قابل اعتماد بوده و در نتیجه اندازه ی کاملا درستی را ارائه می دهند. ولی ر بسیاری از اندازه گیری ها، حتی دقیق ترین آنها جای شک و تردید وجود دارد. این موضوع در محاوره با عبارت عدد حساسیت کم و زیاد بیان می شود. 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.

چرا عدم قطعیت در اندازه گیری ها مهم است؟

برای بدست آوردن اندازه گیری های با کیفیت بالا، به عدم قطعیت نیاز داریم. با وجود این، دلایل اص دیگری برای در نظر داشتن عدم قطعیت اندازه گیری وجود دارد. اندازه گیری ها ممکن است قسمتی از موارد زیر باشند:

کالیبراسیون: زمانی  که عدم قطعیت اندازه گیری باید در یک گواهینامه گزارش شود.

تست: زمانی که عدم قطعیت فقط برای تعیین قبولی یا مردودی است

تولرانس: زمانی که پیش از تصمیم گیری هنگام مواجه نشدن با تلرانس نیاز به عدم قطعیت وجود داشته باشد.

محاسبه عدم قطعیت در اندازه گیری

رویکرد های محاسبه عدم قطعیت شامل رویکرد های آماری و استفاده از توزیع احتمال مرتبط می باشد. این رویکردها می توانند به صورت مستقل یا تجمیعی مورد استفاده قرار گیرند

پاسخ داده شده 3 روز قبل.
افزودن نظر

عدم قطعیت به وضعیتی اطلاق می شود که احتمال وقوع یک رویداد غیر قابل پیش بینی باشد. همچنین می تواند به عنوان عدم اطمینان در مورد چیزی تعریف شود. عدم قطعیت اندازه گیری، پارامتری مرتبط با نتایج اندازه گیری از قبیل آزمون و کالیبراسیون است که محدوده مقادیر مربوط به کمیت اندازه گیری را تعیین می کند. عدم قطعیت اندازه گیری یک نتیجه کمی – یک اندازه ده از یک شاخص کیفی است. اندازه ده به عنوان کمیتی که مورد اندازه گیری قرار می گیرد تعریف می شود.مولفه هایی همچون مواد و تجهیزات، قابل محاسبه نبودن یک فاکتور، بی دقتی، شرایط محیطی (رطوبت، تغییرات دما، فشار هوا و …) میتواند باعث ایجاد عدم قطعیت در اندازه گیری شود.

پاسخ داده شده 3 روز قبل.
افزودن نظر

پاسخ شما

برای ارسال سوال, شما باید شرایط و ظوابط و شرایط استفاده از خدمات را قبول کنید