Качество измерений

Практическое занятие от 15.04.2020

Изучить самостоятельно и коротко ответить на вопросы .

Контрольные вопросы :

Что вы понимаете под качеством измерений, перечислите характеристики качества измерений.

Качество измерений

В МИ 2247 термин «качество измерений» отсутствует. Это может означать, что применительно к качеству измерений нет особенностей по сравнению с определением качества для любой другой продукции или услуги. Следовательно, используя определение качества, приведённое в

ГОСТ Р ИСО 9000–2001, можно сказать, что качество измерений – это степень соответствия присущих измерениям характеристик требованиям измерительной задачи.

Наиболее важными с точки зрения успешного решения измерительной задачи являются такие характеристики измерений, как их объективность, достоверность, точность, метрологическая надёжность применяе-мых СИ, техническая и информационная совместимость с техническими средствами объекта измерений и помехозащищённость в условиях изме-рений. Эти характеристики включают в себя и свойства СИ, и условия измерений, и обработку результатов. Именно поэтому нецелесообразно сужать понятие качества измерений до их погрешностей, как это традиционно делается в книгах по метрологии.

Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью, прослеживаемостью к эталонам, а также показателями точности результата измерений. Воспользуемся определениями упомянутых понятий, данными в международном словаре по метрологии (JCGM 200:2008).

Точность измерений, точность–близость измеренного значения кистинному значению измеряемой величины (ст. 2.13).

Пр и м е ч а н и е 1. «Точность измерений» не является величиной и ей не может быть присвоено числовое значение величины. Считается, что измерение является более точным, если оно имеет меньшую погрешность измерения.

Пр и м е ч а н и е 2. Термин «точность измерений» не следует ис-пользовать для обозначения правильности измерений, а термин «преци-зионность измерений» – для обозначения точности измерений, хотя по-следнее имеет связь с двумя этими понятиями.

Пр и м е ч а н и е 3. Под «точностью измерений» иногда понимают близость между значениями величины, приписываемыми измеряемой величине.

Правильность измерений,правильность–близость среднегоарифметического бесконечно большого числа повторно измеренных зна-чений величины к опорному значению величины (ст. 2.14).

Пр и м е ч а н и е 1. Правильность измерений не является величи-ной и поэтому не может быть выражена численно, однако соответствую-щие показатели приведены в ISO 5725.

Пр и м е ч а н и е 2. Правильность измерений обратна по отноше-нию к систематической погрешности измерения, но не связана со слу-чайной погрешностью измерения.

Пр и м е ч а н и е 3. Точность измерений не следует использовать для понятия «правильность измерений» и наоборот.

Прецизионность измерений,прецизионность–близость между по-казаниями или измеренными значениями величины, полученными при

повторных измерениях для одного и того же или аналогичных объектов при заданных условиях (ст. 2.15).

Пр и м е ч а н и е 1. Прецизионность измерений обычно выражается численно через показатели непрецизионности, такие как стандартное от-клонение, дисперсия или коэффициент вариации при заданных условиях измерений.

Пр и м е ч а н и е 2. «Заданные условия» могут быть, например, условиями повторяемости измерений, условиями промежуточной преци-зионности измерений или условиями воспроизводимости измерений.

Пр и м е ч а н и е 3. Понятие «прецизионность измерений» исполь-зуется для определения повторяемости измерений, промежуточной пре-цизионности измерений и воспроизводимости измерений.

Пр и м е ч а н и е 4. Иногда прецизионность измерений ошибочно используют для обозначения точности измерений.

Условия повторяемости измерений,условия повторяемости,усло-

вия сходимости измерений, условия сходимости – один из наборов усло-вий измерений, включающий применение одной и той же методики из-мерений, той же измерительной системы, 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 коротко-го промежутка времени (ст. 2.20).

Пр и м е ч а н и е 1. Условия измерений являются условиями повто-ряемости только по отношению к конкретному набору условий повторя-емости.

Пр и м е ч а н и е 2. В химии для обозначения этого понятия иногда используют термин «условия внутрисерийной прецизионности измере-ний».

Повторяемость измерений,повторяемость,сходимость измерений,сходимость – прецизионность измерений в условиях повторяемости из-мерений (ст. 2.21).

Условия промежуточной прецизионности измерений,условияпромежуточной прецизионности – 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 подобных объектах в течение длительного периода времени, а также другие условия, которые могут изменяться (ст. 2.22).

Пр и м е ч а н и е 1. Изменения могут включать новые калибровки, калибраторы, измерительные системы, а также новых операторов.

Пр и м е ч а н и е 2. Спецификация должна включать все условия, изменяемые и неизменяемые, насколько это оправдано практически.

Пр и м е ч а н и е 3. В химии для обозначения этого понятия иногда используют термин «условия межсерийной прецизионности измерений».

Промежуточная прецизионность измерений,промежуточная пре-цизионность – прецизионность измерений в фиксированных условиях промежуточной прецизионности измерений (ст. 2.23).

Пр и м е ч а н и е. Соответствующие статистические термины приведены в ISO 5725-3:1994.

Условия воспроизводимости измерений,условия воспроизводимости – один из наборов условий измерений, включающий разные ме-стоположения, разные измерительные системы, участие разных операто-ров и выполнение повторных измерений на одном и том же или подоб-ных объектах (ст. 2.24).

Пр и м е ч а н и е 1. Разные измерительные системы могут исполь-зовать разные методики измерений.

Воспроизводимость измерений,воспроизводимость–прецизионность измерений в условиях воспроизводимости измерений (ст. 2.25).

Пр и м е ч а н и е. Соответствующие статистические термины приведены в ISO 5725-1:1994 и ISO 5725-2:1994.

Метрологическая прослеживаемость–свойство результата измерения, в соответствии с которым результат может быть соотнесен с основой для сравнения через документированную непрерывную цепь калибровок, каждая из которых вносит вклад в неопределённость измерений (ст. 2.41).

Пр и м е ч а н и е 1. В этом определении «основой для сравнения» могут быть определение единицы измерения через её практическую реализацию или методика измерений, включающая единицу измерения для величин, отличных от порядковых, или эталон.

Пр и м е ч а н и е 2. Метрологическая прослеживаемость требует наличия установленной иерархии калибровки.

Пр и м е ч а н и е 3. Описание основы для сравнения должно вклю-чать время, в которое она была использована в данной иерархии калиб-ровки, вместе с любой другой существенной метрологической информа-цией, например о том, когда была выполнена первая калибровка в иерар-хии калибровки.

Пр и м е ч а н и е 4. Для измерений с более чем одной входной ве-личиной в модели измерений каждое из значений входных величин должно само быть метрологически прослеживаемо, а иерархия калибров-ки может иметь форму разветвленной структуры или сети. Усилия, свя-занные с установлением метрологической прослеживаемости для каждо-го значения входной величины, должны быть соизмеримы с ее относи-тельным вкладом в результат измерения.

Пр и м е ч а н и е 5. Метрологическая прослеживаемость результата измерения не гарантирует, что неопределённость измерений соответству-ет заданной цели или что отсутствуют ошибки.

Пр и м е ч а н и е 6. Сличение эталонов может рассматриваться как калибровка, если это сличение используется для проверки и, при необхо-димости, для корректировки значения величины и неопределённости из-мерений, приписываемых одному из эталонов.

Пр и м е ч а н и е 7. Для подтверждения метрологической прослеживаемости ILAC рассматривает следующие элементы: непрерывную цепь метрологической прослеживаемости к международным эталонам или национальным эталонам, документированную неопределённость из-мерений, документированную методику измерений, аккредитацию на техническую компетентность, метрологическую прослеживаемость к СИ интервалы между калибровками (см. ILAC P-10:2002).

Пр и м е ч а н и е 8. Сокращенный термин «прослеживаемость» иногда используют для обозначения «метрологической прослеживаемо-сти», а также и для других понятий, таких как «прослеживаемость пробы» (sample traceability), «прослеживаемость документа» (document traceability), «прослеживаемость прибора» (instrument traceability) или

«прослеживаемость материала» (material traceability), где частью слова является корень «слеж» от слова «след». Вследствие этого предпочти-тельнее использовать полный термин «метрологическая прослеживае-мость», если существует какой-либо риск путаницы.

В международном словаре по метрологии и в РМГ 29–2013 отсут-ствует определение «достоверность измерения (или результата измерений)».Тем не менее,в профессиональном языке это понятие широкоприменяется.

Достоверностьотражает степень доверия к результату измерения.Неисправность или метрологический отказ СИ, приводящие к неприем-лемо большой погрешности, существенная неучтенная систематическая погрешность, низкая квалификация персонала, вызывающая грубые про-махи, – основные причины получения недостоверного результата изме-рений.

Метод повышения достоверности заключается в сопоставлении результатов измерения одной и той же величины разными, не связанными друг с другом способами.

Термин «достоверность» применяется также для указания вероятно-сти того, что измеренное значение находится в заданном доверительном интервале (профессор П.В. Новицкий^∗) при условии, что все промахи и ошибки измерительной системы и методики измерений исключены. В этом случае показателем достоверности является доверительная вероятность.

Достоверность медицинских измерениях «достоверность измерения» (validity measurement) определена как степень, в которой результат измерения отражает то, что он имеет целью измерить. При этом различают:

• конструктивную достоверность измерения (Construct V) – сте-пень, в которой измерение соответствует теоретическим представлениям (конструктам) относительно изучаемого явления. Например, если на ос-новании теории явление должно изменяться с возрастом, измерение, об-ладающее конструктивной достоверностью измерения, отражало бы та-кое изменение;

• достоверность измерения содержания (Content V) – степень, вкоторой измерение охватывает область изучаемого явления. Например, измерение функционального статуса здоровья должно охватывать повсе-дневную жизненную активность: исполнение профессиональных, семей-ных, социальных и т.п. обязанностей;

• достоверность измерения по соответствию критерию(Criterion V) – степень,в которой результат измерения коррелирует свнешним критерием изучаемого явления;• достоверность измерения по совпадению (Concurrent V) – изме-рение и критерий относятся к одной точке во времени. Примером может служить визуальный осмотр раны для подтверждения наличия инфекции,

• достоверность измерения по совпадению (Concurrent V) – изме

рение и критерий относятся к одной точке во времени. Примером может служить визуальный осмотр раны для подтверждения наличия инфекции,сравнении с бактериологическим исследованием диагностического образца, взятого в то же время;

• прогностическая достоверность измерения (Predictive V) – до-стоверность измерения как способность предсказать результаты применения критерия. Примером может служить академический тест проверки способностей учащихся, соотнесенный с последующей успеваемостью.