Действующий

РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения

     

     5 Результаты измерений

5.1 результат (измерения величины): Множество значений величины, приписываемых измеряемой величине вместе с любой другой доступной и существенной информацией.

Примечания

1 Определение понятия результата измерения претерпело существенное изменение по сравнению с определением РМГ 29-99 и вобрало в себя выражение точности измерения. Информация, приводимая в результате измерения, определяется особенностями конкретного измерения и соответствует требованиям, предъявляемым к этому измерению. В большинстве случаев информация относится к точности измерения и выражается показателями точности, в обоснованных случаях содержит указание методики измерений и др.

2 Результат измерения может быть представлен измеренным значением величины с указанием соответствующего показателя точности. К показателям точности относятся, например, среднее квадратическое отклонение, доверительные границы погрешности, стандартная неопределенность измерений, суммарная стандартная и расширенная неопределенности. VIM3 [1] предусматривает также представление результата измерений плотностью распределения вероятностей на множестве возможных значений измеряемой величины.

3 Если значение показателя точности измерений можно считать пренебрежимо малым для заданной цели измерения, то результат измерения может выражаться как одно измеренное значение величины. Во многих областях это является обычным способом выражения результата измерения, с указанием класса точности применяемого средства измерений.

measurement result, result of measurement

5.2 измеренное значение (величины): Значение величины, которое представляет результат измерения.

Примечания

1 Для измерения, в котором имеют место повторные показания, каждое показание может использоваться, чтобы получить соответствующее измеренное значение величины. Такая совокупность отдельных измеренных значений величины может быть использована для вычисления результирующего измеренного значения величины, такого как среднее арифметическое или медиана, обычно с меньшей соответствующей неопределенностью (погрешностью) измерений.

2 Когда диапазон истинных значений величины, представляющих измеряемую величину, мал по сравнению с неопределенностью (погрешностью) измерений, измеренное значение величины может рассматриваться как оценка, по сути дела, единственного истинного значения величины, и оно часто представляет собой среднее арифметическое или медиану отдельных измеренных значений, которые получены при повторных измерениях.

3 В случае, когда диапазон истинных значений величины, представляющих измеряемую величину, нельзя считать малым по сравнению с неопределенностью (погрешностью) измерений, измеренное значение часто будет оценкой среднего арифметического или медианы набора истинных значений величины.

  4 В GUM [3] для понятия измеренное значение величины используют термины результат измерения и оценка значения измеряемой величины оценка измеряемой величины. См. также 5.1, примечание 1.

measured quantity value, measured value of a quantity, measured value

5.3 опорное значение (величины): Значение величины, которое используют в качестве основы для сопоставления со значениями величин того же рода.

Примечания

1 Опорное значение величины может быть истинным значением величины, подлежащей измерению, в этом случае оно неизвестно, или принятым значением величины, в этом случае оно известно.

2 Опорное значение величины со связанной с ним неопределенностью (погрешностью) измерений обычно приводят для:

- материала, например, аттестованного стандартного образца;

- устройства, например, стабилизированного лазера;

- референтной методики измерений;

- сличения эталонов.

reference quantity value, reference value

5.4 истинное значение (величины): Значение величины, которое соответствует определению измеряемой величины.

Примечания

1 Определение измеряемой величины включает принятие некоторой модели объекта измерения, в которой истинное значение представлено неким параметром. Всегда существует пороговое несоответствие модели и объекта измерения, которое является причиной дефинициальной неопределенности измеряемой величины.

2 Когда дефинициальная неопределенность, связанная с измеряемой величиной, считается пренебрежимо малой по сравнению с остальными составляющими неопределенности измерений, измеряемая величина может рассматриваться как имеющая "по сути единственное" истинное значение. Такой подход принят в GUM [3] и в связанных с ним документах, где слово "истинный" считается излишним.

3 Существуют подходы оценивания точности измерений, которые избегают понятия истинного значения величины и опираются на понятие метрологической совместимости результатов измерения.

true quantity value, true value of a quantity, true value

5.5 принятое значение (величины): Значение величины, по соглашению приписанное величине для данной цели.

Примечания

1 Иногда принятое значение величины является оценкой истинного значения величины.

2 Неопределенность измерений, связанная с принятым значением часто достаточна мала и может быть принята равной нулю для конкретной цели. В этом случае используют понятие действительное значение величины.

conventional quantity value, conventional value of a quantity, conventional value

5.6 действительное значение (величины): Значение величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

conventional true value of a quantity

5.7 точность измерений; точность результата измерения: Близость измеренного значения к истинному значению измеряемой величины.

Примечание - Понятие точность измерений описывает качество измерений в целом, объединяя понятия правильность и прецизионность измерений.

measurement accuracy, accuracy of measurement, accuracy

5.8 правильность (измерений): Близость среднего арифметического бесконечно большого числа повторно измеренных значений величины к опорному значению величины.

Примечания

1 Правильность измерений не является величиной и поэтому не может быть выражена численно, однако соответствующие показатели приведены в ISO 5725 [4].

2 Правильность измерений отражает близость к нулю систематической погрешности измерений.

measurement trueness, trueness of measurement, trueness

5.9 прецизионность (измерений): Близость между показаниями или измеренными значениями величины, полученными при повторных измерениях для одного и того же или аналогичных объектов при заданных условиях.

Примечания

1 "Заданные условия" могут быть, например, условиями повторяемости измерений, условиями промежуточной прецизионности измерений или условиями воспроизводимости измерений (см. ISO 5725-1 [4]).

2 Понятие прецизионность измерений используется для определения понятий повторяемости измерений, промежуточной прецизионности измерений и воспроизводимости измерений.

3 Прецизионность измерений характеризует близость к нулю случайной погрешности измерений.

measurement precision, precision

5.10 условия повторяемости (измерений): Один из наборов условий измерений, включающий применение одной и той же методики измерений, того же средства измерений, участие тех же операторов, те же рабочие условия, то же местоположение и выполнение повторных измерений на одном и том же или подобных объектах в течение короткого промежутка времени.

Примечание - Наряду с термином условия повторяемости измерений используется термин условия сходимости измерений (условия сходимости).

repeatability condition of measurement, repeatability condition

5.11 повторяемость измерений: Прецизионность измерений в условиях повторяемости измерений.

Примечание - Наряду с термином повторяемость измерений используется термин сходимость измерений.

measurement repeatability, repeatability

5.12 условия промежуточной прецизионности (измерений): Один из наборов условий измерений, включающий применение одной и той же методики измерений, то же местоположение и выполнение повторных измерений на одном и том же или аналогичных объектах в течение длительного периода времени, а также может включать другие условия, которые могут изменяться.

Примечания

1 Изменения могут включать новые калибровки, калибраторы, средства измерений, а также новых операторов.

2 Описание условий должно включать все условия, изменяемые и неизменяемые, насколько это оправдано практически.

intermediate precision condition of measurement, intermediate precision condition

5.13 промежуточная прецизионность (измерений): Прецизионность измерений в фиксированных условиях промежуточной прецизионности измерений.

intermediate measurement precision, intermediate precision

5.14 условия воспроизводимости (измерений): Один из наборов условий измерений, включающий разные местоположения, разные средства измерений, участие разных операторов и выполнение повторных измерений на одном и том же или аналогичных объектах.

Примечания

1 В исключительных случаях, разные средства измерений могут применяться в соответствии с разными методиками измерений.

2 Описание условий должно включать все условия, изменяемые и неизменяемые, насколько это оправдано практически.

reproducibility condition of measurement, reproducibility condition

5.15 воспроизводимость (измерений): Прецизионность измерений в условиях воспроизводимости измерений.

measurement reproducibility, reproducibility

5.16 погрешность (результата измерения): Разность между измеренным значением величины и опорным значением величины.

Примечания

1 Если опорное значение величины известно, как, например, при калибровке средств измерений, то известно и значение погрешности измерения. Если в качестве опорного значения выступает истинное значение величины, то значение погрешности неизвестно.

2 В РМГ 29-99 использовался термин погрешность результата измерения: отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Изменение термина вызвано изменением понятия результат измерения (см. 5.1, примечание 1).

3 Погрешность измерения равна сумме случайной и систематической погрешностей.

measurement error, error of measurement, error

5.17 случайная погрешность (измерения): Составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных в определенных условиях.

random measurement error, random error of measurement, random error

5.18 среднее квадратическое отклонение; стандартное отклонение: Параметр функции распределения измеренных значений или показаний, характеризующий их рассеивание и равный положительному корню квадратному из дисперсии этого распределения.

Примечания

1 Оценкой среднего квадратического отклонения является выборочное стандартное отклонение, определяемое по формуле

,


где - -е измеренное значение или показание в ряду из значений;

- среднее арифметическое из измеренных значений или показаний.

2 является оценкой стандартного отклонения распределения и называется выборочным стандартным отклонением среднего арифметического.

3 Выборочное стандартное отклонение иногда неправильно называют средняя квадратическая погрешность.

standard deviation

5.19 систематическая погрешность (измерения): Составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.

Примечания

1 В зависимости от характера изменения во времени систематические погрешности подразделяют на постоянные, прогрессирующие, периодические и погрешности, изменяющиеся по сложному закону. В зависимости от характера изменения по диапазону измерений систематические погрешности подразделяются на постоянные и пропорциональные.

Постоянные погрешности - погрешности, которые в течение длительного времени, например, в течение времени выполнения всего ряда измерений, остаются постоянными (или - неизменными). Они встречаются наиболее часто.

Прогрессирующие погрешности - непрерывно возрастающие или убывающие погрешности. К ним относятся, например, погрешности вследствие износа измерительных наконечников, контактирующих с деталью при контроле ее прибором активного контроля.

Периодические погрешности - погрешности, значение которых является периодической функцией времени или перемещения указателя измерительного прибора.

Погрешности, изменяющиеся по сложному закону, происходят вследствие совместного действия нескольких систематических погрешностей.

Пропорциональные погрешности - погрешности, значение которых пропорционально значению измеряемой величины.

2 Оставшуюся систематическую погрешность измерения после введения поправки называют неисключенной систематической погрешностью (НСП).

3 Для оценки систематической погрешности измерения в VIM3 [1] используется термин смещение (при измерении).

systematic measurement error, systematic error of measurement, systematic error

5.20 поправка: Значение величины, вводимое в показание с целью исключения систематической погрешности.

Примечание - В VIM3 [1] используется термин поправка: компенсация оцененного систематического эффекта.

Компенсация может иметь различные формы, такие как дополнительное слагаемое или множитель, или она может находиться по соответствующей таблице.

correction

5.21 поправочный множитель: Числовой коэффициент, на который умножают показание с целью исключения влияния систематической погрешности.

Примечание - Поправочный множитель используют в случаях, когда систематическая погрешность пропорциональна значению измеряемой величины.

correction factor

5.22 доверительные границы (погрешности измерения): Верхняя и нижняя границы интервала, внутри которого с заданной вероятностью находится значение погрешности измерений.

Примечания

1 Доверительные границы при вероятности, равной 1, называют границами погрешности.

2 Доверительные границы погрешности иногда неправильно называют доверительная погрешность.

5.23 максимальная допускаемая погрешность (измерения): Максимальное значение погрешности измерения (без учета знака), разрешенное спецификацией или нормативными документами для данного измерения.

maximum permissible measurement error, maximum permissible error

5.24 погрешность метода (измерений): Составляющая погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого метода измерений.

error of method

5.25 инструментальная погрешность (измерения): Составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерений.

instrumental error

5.26 абсолютная погрешность (измерения): Погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины.

absolute error of a measurement

5.27 относительная погрешность (измерения): Погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к опорному значению измеряемой величины.

Примечание - Границы относительной погрешности в долях или процентах находят из отношений

или , %,


где - границы абсолютной погрешности измерения, - опорное или измеренное значение величины.

relative error

5.28 модель измерений; уравнение измерений: Уравнение связи между величинами в конкретной измерительной задаче.

Примечание - В общем виде модель измерений есть уравнение 0, где , выходная величина в модели измерений, является измеряемой величиной, значение которой должно быть получено, исходя из информации о входных величинах в модели измерений , ..., .

measurement model, model of measurement, model

5.29 измерительная информация: Информация о значении величины, входящей в модель измерений.

measurement information

5.30 функция измерений: Зависимость величин модели измерений, используемая для получения измеренного значения выходной величины по известным значениям входных величин.

Примечания

1 Если модель измерений 0 может быть записана в явном виде как , где - выходная величина в модели измерений, то функция есть функция измерений. В общем случае может обозначать алгоритм, по которому для значений входных величин , ..., получается соответствующее единственное значение выходной величины .

2 Функция измерений также используется для вычисления показателей точности (неопределенности) измерений, связанных с измеренным значением величины .

measurement function

5.31 входная величина (в модели измерений): Величина, которая должна быть измерена, или величина, значение которой может быть получено иным способом, для вычисления измеренного значения измеряемой величины.

Пример - Если измеряемой величиной является длина стального стержня при заданной температуре, то действительная температура, длина при этой действительной температуре и температурный коэффициент линейного расширения стержня являются входными величинами в модели измерений.

Примечания

1 Входная величина в модели измерений часто является выходной величиной средства измерений.

2 Входными величинами в модели измерений могут быть показания, поправки и влияющие величины.

input quantity in a measurement model, input quantity

5.32 выходная величина (в модели измерений): Величина, измеренное значение которой получают, используя значения входных величин в модели измерений.

output quantity in a measurement model, output quantity

5.33 влияющая величина: Величина, которая при прямом измерении не влияет на величину, которую фактически измеряют, но влияет на соотношение между показанием и результатом измерения.

Примеры

1 Частота при прямом измерении постоянной амплитуды переменного тока с помощью амперметра.

2 Молярная концентрация билирубина при прямом измерении молярной концентрации гемоглобина в плазме крови человека.

3 Температура микрометра, применяемого для измерения длины стержня, но не температура самого стержня, которая может входить в определение измеряемой величины.

4 Фоновое давление в источнике ионов масс-спектрометра во время измерения молярной доли вещества.

Примечания

1 Косвенное измерение включает комбинацию прямых измерений, каждое из которых может находиться под воздействием влияющих величин.

2 В GUM [3] понятие влияющая величина охватывает не только величины, влияющие на средство измерений, как в определении, приведенном выше, но также и те величины, которые влияют на фактически измеряемые величины. Кроме того, в GUM [3] это понятие не ограничивается прямыми измерениями.

influence quantity

5.34 неопределенность (измерений): Неотрицательный параметр, характеризующий рассеяние значений величины, приписываемых измеряемой величине на основании измерительной информации.

Примечание - Неопределенность измерений включает составляющие, обусловленные систематическими эффектами, в том числе составляющие, связанные с поправками и приписанными значениями эталонов, а также дефинициальную неопределенность. Иногда поправки на оцененные систематические эффекты не вводят, а вместо этого их рассматривают как составляющие неопределенности измерений.

measurement uncertainty, uncertainty of measurement, uncertainty

5.35 стандартная неопределенность (измерений): Неопределенность измерений, выраженная в виде стандартного отклонения.

standard measurement uncertainty, standard uncertainty of measurement, standard uncertainty

5.36 суммарная стандартная неопределенность (измерений): Стандартная неопределенность измерений, которую получают суммированием отдельных стандартных неопределенностей измерений, связанных с входными величинами в модели измерений.

Примечание - В случае корреляции входных величин в модели измерений при вычислении суммарной стандартной неопределенности измерений должны также учитываться ковариации.

combined standard measurement uncertainty, combined standard uncertainty

5.37 расширенная неопределенность (измерений): Произведение суммарной стандартной неопределенности и коэффициента охвата большего, чем число один.

Примечание - Коэффициент зависит от вида распределения вероятностей выходной величины в модели измерений и выбранной вероятности охвата.

expanded measurement uncertainty, expanded uncertainty

5.38 интервал охвата: Интервал, основанный на имеющейся информации, который содержит совокупность истинных значений измеряемой величины с заданной вероятностью.

Примечания

1 Если результат измерения представлен плотностью распределения вероятностей на множестве возможных значений измеряемой величины, то для любого интервала значений может быть вычислена соответствующая вероятность. Наличие плотности распределения вероятностей позволяет для заданной вероятности определить интервал значений измеряемой величины. Таких интервалов существует множество, обычно подразумевают наикратчайший интервал или интервал, симметричный относительно измеренного значения величины.

2 Интервал охвата не следует отождествлять с "доверительным интервалом" во избежание путаницы с этим статистическим понятием.

3 Интервал охвата может быть получен из расширенной неопределенности измерений.

coverage interval

5.39 вероятность охвата: Вероятность того, что совокупность истинных значений измеряемой величины находится в указанном интервале охвата.

Примечание - В GUM [3] для вероятности охвата используется также термин уровень доверия (level of confidence).

coverage probability

5.40 коэффициент охвата: Число, большее чем один, на которое умножают суммарную стандартную неопределенность измерений для получения расширенной неопределенности измерений.

Примечание - Коэффициент охвата обычно обозначают .

coverage factor

5.41 оценивание (неопределенности измерений) по типу А: Оценивание составляющей неопределенности измерений путем статистического анализа измеренных значений величины, получаемых при определенных условиях измерений.

Примечание - О различных типах условий измерений - см. условия повторяемости измерений, условия промежуточной прецизионности измерений и условия воспроизводимости измерений.

Type A evaluation of measurement uncertainty, Type A evaluation

5.42 оценивание (неопределенности измерений) по типу В: Оценивание составляющей неопределенности измерений способами, отличными от оценивания неопределенности измерений по типу А.

Пример - Оценивание, основанное на информации:

- связанной со значениями величины, взятыми из авторитетных публикаций;

- связанной со значением аттестованного стандартного образца;

- полученной из сертификатов калибровки;

- о дрейфе;

- связанной с классом точности поверенного средства измерений;

- полученной, исходя из пределов, установленных на основе опыта.

Type В evaluation of measurement uncertainty, Type В evaluation

5.43 бюджет неопределенности: Отчет о неопределенности измерений, составляющих неопределенности, их вычислении и суммировании.

Примечание - Бюджет неопределенности может включать модель измерений, оценки и неопределенности измерений, связанные с величинами, входящими в модель измерений, ковариации, виды применяемых функций плотности вероятностей, число степеней свободы, тип оценивания неопределенности и коэффициент охвата.

uncertainty budget

5.44 дефинициальная неопределенность: Составляющая неопределенности измерений, являющаяся результатом ограниченной детализации в определении измеряемой величины.

Примечания

1 Дефинициальная неопределенность есть практический минимум неопределенности измерений при любом измерении данной величины.

2 Любое изменение детализации в определении величины ведет к другой дефиницальной неопределенности.

definitional uncertainty

5.45 целевая неопределенность (измерений): Верхняя граница неопределенности измерений, заранее установленная, исходя из предполагаемого использования результатов измерений.

target measurement uncertainty, target uncertainty

5.46 относительная стандартная неопределенность измерений: Стандартная неопределенность измерений, деленная на модуль измеренного значения величины.

Примечание - Аналогично может быть определена относительная расширенная неопределенность.

relative standard measurement uncertainty

5.47 метрологическая совместимость (результатов измерений): Свойство множества результатов измерений для определенной измеряемой величины, при котором абсолютное значение разности любой пары измеренных значений величины, полученное из двух различных результатов измерений, меньше, чем некоторое выбранное кратное стандартной неопределенности измерений этой разности.

Примечание - Метрологическая совместимость результатов измерений заменяет традиционное понятие нахождение в пределах погрешности, т.к. она дает критерий для заключения, относятся ли два результата измерений к одной и той же измеряемой величине или нет. Если в серии измерений величины, которая предполагается постоянной, результат измерения несовместим с остальными, это означает, что или оценка точности измерения некорректна, или измеряемая величина изменилась за промежуток времени между измерениями.

metrological compatibility of measurement results, metrological compatibility