Dr inż. Paweł Fotowicz. Procedura obliczania niepewności pomiaru

Podobne dokumenty
Dr inż. Paweł Fotowicz. Przykłady obliczania niepewności pomiaru

Obliczanie niepewności rozszerzonej metodą analityczną opartą na splocie rozkładów wielkości wejściowych

Niepewność pomiaru masy w praktyce

Wyznaczanie budżetu niepewności w pomiarach wybranych parametrów jakości energii elektrycznej

Wzorzec analityczny do absorpcyjnej spektrometrii atomowej Niepewność stężenia roztworu

Kaskadowy sposób obliczania niepewności pomiaru

Wprowadzenie do rachunku niepewności pomiarowej. Jacek Pawlyta

Sprawdzenie narzędzi pomiarowych i wyznaczenie niepewności rozszerzonej typu A w pomiarach pośrednich

Niepewności pomiarów

DOKUMENTACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA LABORATORIUM. Procedura szacowania niepewności

Procedura szacowania niepewności

Niepewność pomiaru. Wynik pomiaru X jest znany z możliwa do określenia niepewnością. jest bledem bezwzględnym pomiaru

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

Szkoła Letnia STC Łódź mgr inż. Paulina Mikoś

Metrologia: definicje i pojęcia podstawowe. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

Analiza niepewności pomiarów

BŁĘDY W POMIARACH BEZPOŚREDNICH

Zajęcia wprowadzające W-1 termin I temat: Sposób zapisu wyników pomiarów

Dokładność pomiaru: Ogólne informacje o błędach pomiaru

DOKUMENT EA-4/02. Wyrażanie niepewności pomiaru przy wzorcowaniu. Europejska Współpraca w dziedzinie Akredytacji. Cel

Określanie niepewności pomiaru

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych. Wykład tutora na bazie wykładu prof. Marka Stankiewicza

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych. Wykład tutora na bazie wykładu prof. Marka Stankiewicza

LABORATORIUM Z FIZYKI

Statystyczne Metody Opracowania Wyników Pomiarów

Wstęp do teorii niepewności pomiaru. Danuta J. Michczyńska Adam Michczyński

Ćwiczenie 1. Metody określania niepewności pomiaru

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU

ANALIZA DOKŁADNOŚCI WYNIKU POMIARÓW

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

Statystyczne Metody Opracowania Wyników Pomiarów

Szacowanie niepewności przy kalibracji ogniw wzorcowych w Centralnym Wojskowym Ośrodku Metrologii

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności statystycznych

Ćw. 2: Analiza błędów i niepewności pomiarowych

Spis treści Wstęp Rozdział 1. Metrologia przedmiot i zadania

Statystyczne Metody Opracowania Wyników Pomiarów

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI WYNIKU BADANIA WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Zmierzyłem i co dalej? O opracowaniu pomiarów i analizie niepewności słów kilka

LABORATORIUM METROLOGII. Analiza błędów i niepewności wyników pomiarowych. dr inż. Piotr Burnos

Interpretacja wyników wzorcowania zawartych w świadectwach wzorcowania wyposażenia pomiarowego

KARTA INFORMACYJNA PRZEDMIOTU

Laboratorium Metrologii


WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

Dokładność pomiaru, a dokładność przyrządu pomiarowego na przykładzie pomiaru masy w laboratorium przy zastosowaniu wagi elektronicznej

Metody szacowania niepewności pomiarów w Laboratorium Automatyki i Telekomunikacji

WZORCOWANIE URZĄDZEŃ DO SPRAWDZANIA LICZNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

PODSTAWY OPRACOWANIA WYNIKÓW POMIARÓW Z ELEMENTAMI ANALIZY NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Projektowanie systemów pomiarowych. 02 Dokładność pomiarów

Temat: SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Ocena i wykorzystanie informacji podanych w świadectwach wzorcowania i świadectwach materiałów odniesienia

SPÓJNOŚĆ POMIAROWA JAKO NARZĘDZIE ZAPEWNIENIA JAKOŚCI. mgr inż. Piotr Lewandowski

1 Podstawy rachunku prawdopodobieństwa

Podstawy opracowania wyników pomiarów

Pobieranie prób i rozkład z próby

WZORCOWANIE PIPET TŁOKOWYCH NA KOMPLEKSOWYM STANOWISKU DO KALIBRACJI PIPET.

OCENA ZGODNOŚCI A METROLOGIA PRZEMYSŁOWA

INFORMATYKA W CHEMII Dr Piotr Szczepański

WPROWADZENIE DO TEORII BŁĘDÓW I NIEPEWNOŚCI POMIARU

Metrologia: obliczenia na liczbach przybliżonych. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

Ćwiczenie z fizyki Doświadczalne wyznaczanie ogniskowej soczewki oraz współczynnika załamania światła

Świadectwa wzorcowania zawartość i interpretacja. Anna Warzec

Niepewność rozszerzona Procedury szacowania niepewności pomiaru. Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński

NIEPEWNOŚĆ POMIARU WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA DŹWIĘKU W KOMORZE POGŁOSOWEJ

Uśrednianie napięć zakłóconych

Opracowanie danych doświadczalnych część 1

Wykład 9. Terminologia i jej znaczenie. Cenzurowanie wyników pomiarów.

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

NIEPEWNOŚĆ ROZSZERZONA JAKO MIARA NIEDOKŁADNOŚCI W POMIARACH WYBRANYCH WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH

Laboratorium Fizyczne Inżynieria materiałowa. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

METROLOGIA. Dr inż. Eligiusz PAWŁOWSKI Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki

6 ZASADNICZE WYMAGANIA DLA WAG AUTOMATYCZNYCH

Załącznik nr 6 do rozporządzenia Ministra Gospodarki i Pracy ZASADNICZE WYMAGANIA SPECYFICZNE DLA WAG AUTOMATYCZNYCH CZĘŚĆ I. Przepisy ogólne. 1.

Rola materiałów odniesienia w zapewnieniu jakości wyników pomiarów chemicznych

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Estymacja przedziałowa - przedziały ufności dla średnich. Wrocław, 5 grudnia 2014

ĆWICZENIE 13 TEORIA BŁĘDÓW POMIAROWYCH

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

Walidacja metod badawczych i szacowanie niepewności pomiaru. Wojciech Hyk

INFORMACJA NA TEMAT UTRZYMANIA I STOSOWANIA DUŻYCH WZORCÓW MASY DO BADANIA I WZORCOWANIA WAG

Wykład 10 Estymacja przedziałowa - przedziały ufności dla średn

SMOP - wykład. Rozkład normalny zasady przenoszenia błędów. Ewa Pawelec

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

Sposób wykorzystywania świadectw wzorcowania do ustalania okresów między wzorcowaniami

STANDARDY CNBOP-PIB OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA. Metodologia szacowania oraz wyrażania niepewności pomiaru CNBOP-PIB-BS01P:2018 WYDANIE 1

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

Analiza ryzyka w farmacji dla procesów pomiaru masy

Metody Statystyczne. Metody Statystyczne.

STATYSTYKA MATEMATYCZNA narzędzie do opracowywania i interpretacji wyników pomiarów

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

Opracowanie wyników pomiarów: Metody oszacowania niepewności pomiaru

PODSTAWOWA TERMINOLOGIA METROLOGICZNA W PRAKTYCE LABORATORYJNEJ

WZORCE I PODSTAWOWE PRZYRZĄDY POMIAROWE

Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych

Odchudzamy serię danych, czyli jak wykryć i usunąć wyniki obarczone błędami grubymi

Transkrypt:

Dr inż. Paweł Fotowicz Procedura obliczania niepewności pomiaru

Przewodnik GUM WWWWWWWWWWWWWWW WYRAŻANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU PRZEWODNIK BIPM IEC IFCC ISO IUPAC IUPAP OIML Międzynarodowe Biuro Miar Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna Międzynarodowa Federacja Chemii Klinicznej Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej Międzynarodowa Unia Fizyki Teoretycznej i Stosowanej Międzynarodowa Organizacja Metrologii Prawnej Główny Urząd Miar

niepewność pomiaru parametr, związany z wynikiem pomiaru, charakteryzujący rozrzut wartości, które można w uzasadniony sposób przypisać wielkości mierzonej

Modelowanie pomiaru Y f X,..., 1 X N Y wielkość wyjściowa f funkcja pomiaru X i wielkość wejściowa

u x i niepewność standardowa u c y złożona niepewność standardowa U niepewność rozszerzona

Prawo propagacji niepewności dla niezależnych wielkości wejściowych u 2 c N y u 2x i1 y x i 2 i c i y x i współczynnik wrażliwości

Obliczanie niepewności metoda typu A metoda obliczania niepewności drogą analizy statystycznej serii pojedynczych obserwacji

x sq u i s q n s q q q k n 1 1 n k1 2 odchylenie standardowe eksperymentalne

Rozkład normalny (Gaussa-Laplacea) g N μ - g N ξ σ 1 2π exp 1 2 ξ σ μ 2

Rozkład Studenta v = 30 v n 1 t y μy sy v = 10 v = 3 v = 1 μy -t t t f v, p

Wartości rozkładu Studenta dla poziomu ufności 95 % v t(v) v t(v) v t(v) 1 12,7062 19 2,0930 44 2,0154 2 4,3027 20 2,0860 46 2,0129 3 3,1824 21 2,0796 48 2,0106 4 2,7764 22 2,0739 50 2,0086 5 2,5706 23 2,0687 55 2,0040 6 2,4469 24 2,0639 60 2,0003 7 2,3646 25 2,0595 65 1,9971 8 2,3060 26 2,0555 70 1,9944 9 2,2622 27 2,0518 80 1,9901 10 2,2281 28 2,0484 90 1,9867 11 2,2010 29 2,0452 100 1,9840 12 2,1788 30 2,0423 120 1,9799 13 2,1604 32 2,0369 150 1,9759 14 2,1448 34 2,0322 200 1,9719 15 2,1314 36 2,0281 250 1,9695 16 2,1199 38 2,0244 300 1,9679 17 2,1098 40 2,0211 400 1,9659 18 2,1009 42 2,0181 500 1,9647

Obliczanie niepewności metoda typu B metoda obliczania niepewności sposobami innymi niż analiza serii obserwacji

Rozkład prostokątny a a u( x ) i a 3

Rozkład trójkątny a a u( x ) i a 6

Rozkład trapezowy b b a a a u( x ) i 6 2 b 2

Niepewność rozszerzona U k u c y k współczynnik rozszerzenia

Wyznaczanie współczynnika rozszerzenia 1. Przy spełnieniu warunków centralnego twierdzenia granicznego k 2

Wyznaczanie współczynnika rozszerzenia 2. Przy zastosowaniu formuły Welcha-Satterthwaite a v eff N u i1 4 c u y 4y i v i k t v eff

Zapis niepewności pomiaru m = 100,02147(35) g m = 100,02147 g ± 0,69 mg dla poziomu ufności 95 %

Algorytm procedury obliczania niepewności pomiaru 1. Równanie pomiaru 2. Równanie niepewności pomiaru 3. Wielkości wejściowe 4. Budżet niepewności 5. Niepewność rozszerzona 6. Wynik pomiaru

1. Równanie pomiaru y x 1 x N x 1 x N wielkości wejściowe

Wzorcowanie miary materialnej y w = x w + δx d + δx t + δx m + δx x + x c + δx c x w wzorzec odniesienia δx d dryft wzorca odniesienia δx t oddziaływania środowiskowe δx m oddziaływania mechaniczne lub elektryczne δx x pozostałe wpływy x c wskazanie komparatora δx c niedokładność komparatora

Błąd przyrządu pomiarowego e p = x p + x p x w x d x t x m x x x p wskazanie przyrządu pomiarowego x p rozdzielczość przyrządu pomiarowego x w wzorzec odniesienia x d dryft wzorca odniesienia x t oddziaływania środowiskowe x m oddziaływania mechaniczne lub elektryczne x x pozostałe wpływy

2. Równanie niepewności pomiaru u 2 c y c 2 u 2 x c 2 2 1 1 u x N N

3. Wielkość wejściowa metoda typu A x sq u i s q n obserwacje q 1 q n wartość średnia q 1 n n q k k 1 odchylenie standardowe eksperymentalne s 1 n 1 n q q k q k1 2

Estymata połączona odchylenia standardowego s p m s j odchylenie standardowe eksperymentalne j-tej serii m liczba serii pomiarowych m j1 s 2 j s p u x i n

3. Wielkość wejściowa metoda typu B u x i a 3 rozkład prostokątny a a u x i a 6 rozkład trójkątny a a 2 a ux i 6 b 2 rozkład trapezowy a b b a

Rozdzielczość wskazań Część wartości działki elementarnej przyrząd analogowy Rozdzielczość = 0,1 wartość działki elementarnej Kwant wskazania przyrząd cyfrowy Rozdzielczość = kwant wskazania

Rozkład dla rozdzielczości rozdzielczość = 2a 2a 2a a u x i 2 3 3

Niepewność błędu wskazań u x i U k ze świadectwa wzorcowania

Na podstawie błędu granicznego u x i MPE 3 MPE - największy błąd dopuszczalny

4. Budżet niepewności Symbol wielkości Estymata wielkości Niepewność standardowa Rozkład prawdopodobieństwa Współczynnik wrażliwości Udział niepewności Stopnie swobody x 1 x 1 [ x 1 ] u(x 1 ) [u(x 1 )] nazwa c 1 [c 1 ] u 1 (y) [u 1 (y)] v 1 x N x N [ x N ] u(x N )[u(x N )] nazwa c N [c N ] u N (y)[u N (y)] v N y y [y] u c (y) [u c (y)] v eff

5. Niepewność rozszerzona U k u c y niepewność rozszerzona wyrażana jest dla poziomu ufności 95 %

6. Wynik pomiaru y y U Wynik pomiaru należy przedstawić wraz z odpowiednią jednostką miary, z wyjątkiem przypadku gdy wielkość jest bezwymiarowa. Wartość liczbową estymaty wyniku pomiaru należy zaokrąglić tak, aby ostatnia jej cyfra znacząca była na takim samym miejscu, jak ostatnia cyfra niepewności rozszerzonej związanej z tą estymatą.

Zasada zaokrąglania liczb Zasada A (preferowana przez PN-ISO 31-0): Jako liczbę wybiera się całkowitą parzystą wielokrotność kwantu Kwant zaokrąglenia: 0,1 Kwant zaokrąglenia: 10 dana liczba liczba zaokrąglona dana liczba liczba zaokrąglona 12,223 12,2 12,25 12,2 12,251 12,3 12,35 12,4 12,375 12,4 1222,3 1220 1225,0 1220 1225,1 1230 1235,0 1240 1237,5 1240

Zasada zaokrąglania liczb Zasada B: Jako liczbę wybiera się większą całkowitą wielokrotność kwantu Kwant zaokrąglenia: 0,1 Kwant zaokrąglenia: 10 dana liczba liczba zaokrąglona dana liczba liczba zaokrąglona 12,223 12,2 12,25 12,3 12,251 12,3 12,35 12,4 12,375 12,4 1222,3 1220 1225,0 1230 1225,1 1230 1235,0 1240 1237,5 1240

Zapis wyniku pomiaru t 21,385 0,035 o C t 21,38 0,04 o C

Zapis wyniku pomiaru p 10,435 0,055 MPa p 10,44 0,06 MPa

Dziękuję za uwagę