Ölçüm, Belirsizlik ve Kalibrasyon
Ölçümler, kaliteyi, tesis işletimini ve ürün satışı ve alımını etkileyen tüm ticari kararların temelidir.
Ölçüm izlenebilirliği, ölçüm sonuçlarının bütünlüğünü ve sonuçların başkaları tarafından anlaşılmasını sağlar.
Ölçümdeki belirsizlik, riskin, ölçüme dayalı olarak kötü kararlar verme olasılığının değerlendirilmesini sağlar.
Kalibrasyon, ölçüm cihazlarının doğru ve güvenilir olmasını sağlayan süreçtir.
Ölçüm Belirsizliği;
Ölçüm sonucu ile beraber yer alan ve ölçülen büyüklüğe makul bir şekilde karşılık gelebilecek değerlerin dağılımını karakterize eden parametredir. Ölçüm sonucunun kalitesinin bir göstergesidir.
Yeni başlayanlar için ölçüm belirsizliğine nazik ve kısa bir giriş yapacağız..
Her ölçüm bir miktar belirsizliğe tabidir. Bir ölçüm sonucu, ancak beraberinde ölçümdeki bir belirsizlik beyanı eklendiğinde tamdır. Ölçüm belirsizlikleri ölçüm cihazından, ölçülen parçadan, çevreden, operatörden ve diğer kaynaklardan gelebilir. Bu tür belirsizlikler, bir dizi ölçümün istatistiksel analizi kullanılarak ve ölçüm süreciyle ilgili diğer tür bilgiler kullanılarak tahmin edilebilir. Bu bireysel bilgi parçalarından genel bir belirsizlik tahmininin nasıl hesaplanacağına ilişkin yerleşik kurallar vardır. İzlenebilir kalibrasyon, dikkatli hesaplama, iyi kayıt tutma ve kontrol gibi iyi uygulamaların kullanılması, ölçüm belirsizliklerini azaltabilir. Bir ölçümdeki belirsizlik değerlendirilip ifade edildiğinde, ölçümün amacına uygunluğu doğru bir şekilde değerlendirilebilir.
Bir ölçümün belirsizliği bize kalitesi hakkında bir şeyler söyler. Ölçüm belirsizliği, herhangi bir ölçümün sonucu hakkında var olan şüphedir. İyi yapılmış cetvellerin, saatlerin ve termo- metrelerin güvenilir olması gerektiğini düşünebilir ve doğru cevapları verebilirsiniz. Ancak her ölçüm için – en dikkatli olanlar bile – her zaman bir şüphe payı vardır.
Hata, ölçülen değer ile ölçülen şeyin “gerçek değeri” arasındaki farktır. Belirsizlik, ölçüm sonucu hakkındaki şüphenin nicelleştirilmesidir. Mümkün olduğunda, bilinen hataları düzeltmeye çalışırız: örneğin, kalibrasyon sertifikalarından düzeltmeler uygulayarak. Ancak değerini bilmediğimiz herhangi bir hata bir belirsizlik kaynağıdır.
Ölçüm belirsizliği neden önemlidir?
Sadece iyi kalitede ölçümler yapmak ve sonuçları anlamak istediğiniz için ölçüm belirsizliği ile ilgilenebilirsiniz. Ancak, ölçüm belirsizliği hakkında düşünmek için daha özel başka nedenler de vardır.
- kalibrasyon – ölçüm belirsizliğinin sertifikada bildirilmesi gereken yer.
- test – başarılı veya başarısız olduğunu belirlemek için ölçüm belirsizliğinin gerekli olduğu yer.
- tolerans – toleransın karşılanıp karşılanmadığına karar vermeden önce belirsizliği bilmeniz gereken yer.
…veya bir kalibrasyon sertifikasını veya bir test veya ölçüm için yazılı bir spesifikasyonu okuyup anlamanız gerekebilir.
Genel olarak konuşursak, ne kadar çok ölçüm kullanırsanız, ‘doğru’ değere ilişkin tahmininiz o kadar iyi olur. İdeal olan, sonsuz bir değerler kümesinden ortalamayı bulmaktır. Ne kadar çok sonuç kullanırsanız, o ideal ortalama tahminine o kadar yaklaşırsınız. Ancak daha fazla okuma yapmak ekstra çaba gerektirir ve “azalan getiri” sağlar. İyi bir sayı nedir? On popüler bir seçimdir çünkü aritmetiği kolaylaştırır. 20’yi kullanmak, 10’dan yalnızca biraz daha iyi bir tahmin verir. 50’yi kullanmak, 20’den yalnızca biraz daha iyi olur. Genel bir kural olarak, genellikle 4 ila 10 okuma yeterlidir.
Tekrarlanan ölçümler farklı sonuçlar verdiğinde, okumaların ne kadar yaygın olduğunu bilmek isteriz. Değerlerin yayılması bize bir ölçümün belirsizliği hakkında bir şeyler söyler. Bu yayılmanın ne kadar büyük olduğunu bilerek, ölçümün veya ölçüm setinin kalitesini yargılamaya başlayabiliriz. Bazen en yüksek ve en düşük değerler arasındaki aralığı bilmek yeterlidir. Ancak küçük bir değer kümesi için bu, okumaların en yüksek ve en düşük arasındaki dağılımı hakkında size yararlı bilgiler vermeyebilir. Örneğin, tek bir okuma diğerlerinden çok farklı olduğu için büyük bir yayılma ortaya çıkabilir. Yayılmayı ölçmenin genel yolu standart sapmadır. Bir sayı kümesinin standart sapması, bize bireysel okumaların tipik olarak kümenin ortalamasından ne kadar farklı olduğunu söyler. Bir “temel kural” olarak, tüm okumaların kabaca üçte ikisi, ortalamanın artı ve eksi (±) bir standart sapması arasında olacaktır. Tüm okumaların yaklaşık %95’i iki standart sapma içinde olacaktır. Bu ‘kural’, hiçbir şekilde evrensel olmasa da geniş çapta geçerlidir. Standart sapma için “doğru” değer, yalnızca çok büyük (sonsuz) bir dizi okumadan bulunabilir. Makul sayıda değerden yalnızca standart sapma tahmini bulunabilir. s sembolü genellikle tahmini standart sapma için kullanılır.
Ne kadar çok okuma kullanırsanız, tahmin o kadar iyi olur. Bu durumda, okuma sayısıyla iyileşen belirsizlik tahminidir (ortalama veya “nihai sonucun” tahmini değil). Sıradan durumlarda 10 okuma yeterlidir. Daha kapsamlı bir tahmin için sonuçlar, okuma sayısını dikkate alacak şekilde ayarlanmalıdır.
Hatalar ve Belirsizliklerin Sebebi Nedir?
Birçok şey bir ölçümü baltalayabilir. Ölçümdeki kusurlar görünür veya görünmez olabilir. Gerçek ölçümler asla mükemmel koşullar altında yapılmadığından, hatalar ve belirsizlikler şunlardan kaynaklanabilir:
Ölçüm aletleri, yanılma, eskime, aşınma veya diğer tür sapmalar nedeniyle oluşan değişiklikler, zayıf okunabilirlik, gürültü (elektrikli aletler için) ve diğer birçok sorun dahil olmak üzere hatalardan zarar görebilir.
Alınan sonuçlar istikrarlı olmayabilir. (Sıcak bir odada bir buz küpünün boyutunu ölçmeye çalıştığınızı hayal edin.)
Ölçümün kendisini yapmak zor olabilir. Örneğin, küçük ama canlı hayvanların ağırlığını ölçmek, deneklerin işbirliği yapmasını sağlamada belirli zorluklar sunar.
Cihazınızın kalibrasyonunda, yaptığınız ölçümlerin belirsizliğine dahil edilen bir belirsizlik vardır. (Fakat kalibrasyon yapılmamasından kaynaklanan belirsizliğin çok daha kötü olacağını unutmayın.)
bazı ölçümler operatörün becerisine ve yargısına bağlıdır. Bir kişi, hassas bir ölçüm yapma işinde veya ince ayrıntıları gözle okumada diğerinden daha iyi olabilir. Kronometre gibi bir aletin kullanımı, operatörün tepki süresine bağlıdır. (Ancak büyük hatalar farklı bir konudur ve belirsizlik olarak değerlendirilmemelidir.)
Yaptığınız ölçümler, değerlendirmeye çalıştığınız süreci doğru şekilde temsil etmelidir. Tezgahtaki sıcaklığı bilmek istiyorsanız, bir klima çıkışının yanındaki duvara yerleştirilmiş bir termometre ile ölçmeyin. Ölçüm için bir üretim hattından numune seçiyorsanız, her zaman Pazartesi sabahı yapılan ilk on numuneyi almayın.
Sıcaklık, hava basıncı, nem ve diğer birçok koşul, ölçüm cihazını veya ölçülen öğeyi etkileyebilir.
Bir hatanın boyutu ve etkisinin bilindiği durumlarda (örneğin bir kalibrasyon sertifikasından), ölçüm sonucuna bir düzeltme uygulanabilir. Ancak genel olarak, bu kaynakların her birinden ve diğer kaynaklardan gelen belirsizlikler, ölçümdeki genel belirsizliğe katkıda bulunan bireysel "girdiler" olacaktır.