Základní koncepce a pojmy

3.8.1 Základní koncepce a pojmy

Dr. Ing. Rostislav Suchánek a kolektiv autorů

Cílem zkoušení je v dnešní technické praxi velice často získat informaci o vlastnosti nebo velikosti regulovaného/sledovaného parametru výrobku a na základě kvantitativního výsledku zkoušky rozhodnout o vyhovujícím nebo nevyhovujícím výsledku vlastnosti. Při rozhodování, tedy porovnávání výsledků zkoušek se stanovenými specifikacemi (limity), je nutná znalost kvality výsledku zkoušky/zkoušek, tedy znalost míry, s jakou se lze na daný výsledek zkoušky spolehnout. Pro popis kvality výsledku zkoušky jsou, resp. byly, používány různé parametry, například chyba měřené veličiny, přesnost výsledku měření/zkoušky a také pojem nejistota výsledku zkoušky ejistota výsledku měření. Ke kvantifikaci výše uvedených parametrů jsou využívány statistické parametry se standardizovanou formou vyjadřování. K vysvětlení některých pojmů byly použity definice uvedené v technických normách ČSN 01 0115 Mezinárodní slovník základních a všeobecných termínů v metrologii, ČSN ISO 3534-1 Statistika – slovník a značky. část 1: Pravděpodobnost a obecné statistické termíny a ČSN ISO 5725-1 Přesnost (správnost a shodnost) metod a výsledků měření.

Výsledek měření

Výsledek měření: hodnota x_i získaná měřením přisouzená měřené veličině. Obecný matematický vztah pro vyjádření výsledku měření má formu jednoduché funkční závislosti.

y = f(x),

kde x je výsledek měření.

1. Pokud se jedná o výsledek, mělo by být zřejmé, zda se jedná o:

   • indikaci,

   • nekorigovaný výsledek,

   • korigovaný výsledek

   a zda se jedná o průměr získaný z několika hodnot.

2. Úplný údaj výsledku měření obsahuje informaci o nejistotě měření.

Výsledek zkoušky: hodnota y získaná z dílčích výsledků měřených proměnných veličin, případně konstant. Obecný matematický vztah pro odhad výsledku zkoušky má charakter vícenásobné funkční závislosti.

y = f(p; x ₁, x ₂ ... x_n ),

kde x_i jsou měřené proměnné veličiny (výsledky měření).

Konvenčně pravá hodnota veličiny

Skutečná (pravá) hodnota veličiny: hodnota, která charakterizuje veličinu dokonale definovanou za podmínek existujících v okamžiku, kdy je tato veličina uvažována. Skutečná (pravá) hodnota je ideální pojem a obecně nemůže být přesně poznána.

Chyba výsledku

Konvenčně pravá hodnota veličiny: hodnota veličiny, která může pro daný účel pravou hodnotu nahradit. Konvenčně pravá hodnota se obecně považuje za dostatečně blízkou pravé hodnotě, protože jejich rozdíl lze v daném případě pokládat za nevýznamný. V rámci organizace může být hodnota přiřazená k referenčnímu etalonu brána jako konvenčně pravá hodnota realizovaná etalonem.

Chyba výsledku

Chyba výsledku: výsledek měření minus skutečná (pravá) hodnota. Chyba je součtem tzv. náhodné chyby a systematické chyby. Chyba měření má vždy diskrétní podobu a je vztahována ke konkrétní naměřené hodnotě v závislosti ke skutečné (pravé) hodnotě.

Poznámka: Vzhledem k reálné „nepoznatelnosti“ skutečné (pravé) hodnoty měřené veličiny je chyba měření idealizovaný pojem a neměla by být objektivně používána k popisu kvality výsledku zkoušky.

Náhodná chyba výsledku

Náhodná chyba výsledku: složka chyby, která se v průběhu řady naměřených výsledků téhož znaku mění nepředvídatelným způsobem. Náhodnou chybu nelze odstranit korekcí. Náhodná chyba se určí jako rozdíl výsledku a střední hodnoty, která by se získala z nekonečně velkého souboru měření téže veličiny prováděných za podmínek opakovatelnosti. Vzhledem k platné skutečnosti, že nekonečně velký soubor měření musíme v praxi vždy nahradit konečným počtem měření, je možné určit pouze odhad hodnoty náhodné chyby s určitou přesností. Náhodná chyba bývá způsobena nepředvídatelnou variabilitou ovlivňujících veličin. Tyto proměnlivé jevy vyvolávají variabilitu opakovaných pozorování měřené veličiny. Vyšším počtem měření může být náhodná chyba snížena, nemůže však nikdy být odstraněna a kompenzována korekcí.

Systematická chyba výsledku

Systematická chyba výsledku: složka chyby, která v průběhu řady výsledků téhož znaku zůstává konstantní nebo se mění předvídatelným způsobem. Systematické chyby a jejich příčiny mohou být známé nebo neznámé. Systematická chyba se určí jako rozdíl střední hodnoty, která by se získala z nekonečně velkého souboru měření stejné veličiny získané za podmínek opakovatelnosti, a skutečné hodnoty měřené veličiny. Systematická chyba je ze své definice nezávislá na počtu měření (zůstává konstantní nebo se mění předvídatelným způsobem) a nemůže být snížena zvýšeným počtem pozorování za konstantních podmínek.

Definice pojmů dle technické normy ČSN 01 0115 „Mezinárodní slovník základních a všeobecných pojmů v metrologii“:

…