La différence entre l'incertitude de mesure et l'erreur de mesure

L'incertitude et l'erreur de mesure sont des propositions fondamentales étudiées en métrologie, et également l'un des concepts importants souvent utilisés par les testeurs en métrologie.Elle est directement liée à la fiabilité des résultats de mesure ainsi qu’à la précision et à la cohérence de la transmission des valeurs.Cependant, de nombreuses personnes confondent ou abusent facilement des deux en raison de concepts peu clairs.Cet article combine l'expérience de l'étude « Évaluation et expression de l'incertitude de mesure » ​​pour se concentrer sur les différences entre les deux.La première chose à clarifier est la différence conceptuelle entre l’incertitude et l’erreur de mesure.

L'incertitude de mesure caractérise l'évaluation de la plage de valeurs dans laquelle se situe la valeur réelle de la valeur mesurée.Il donne l'intervalle dans lequel la valeur réelle peut se situer selon une certaine probabilité de confiance.Il peut s'agir de l'écart type ou de ses multiples, ou de la demi-largeur de l'intervalle indiquant le niveau de confiance.Il ne s’agit pas d’une erreur vraie spécifique, elle exprime simplement quantitativement la partie de la plage d’erreur qui ne peut pas être corrigée sous forme de paramètres.Il est dérivé de la correction imparfaite des effets accidentels et des effets systématiques et constitue un paramètre de dispersion utilisé pour caractériser les valeurs mesurées raisonnablement attribuées.L'incertitude est divisée en deux types de composantes d'évaluation, A et B, selon la méthode d'obtention de celles-ci.La composante d'évaluation de type A est l'évaluation de l'incertitude réalisée par l'analyse statistique des séries d'observations, et la composante d'évaluation de type B est estimée sur la base de l'expérience ou d'autres informations, et on suppose qu'il existe une composante d'incertitude représentée par un « écart type » approximatif.

Dans la plupart des cas, l'erreur fait référence à l'erreur de mesure et sa définition traditionnelle est la différence entre le résultat de la mesure et la valeur réelle de la valeur mesurée.On peut généralement les diviser en deux catégories : les erreurs systématiques et les erreurs accidentelles.L'erreur existe objectivement et devrait être une valeur définie, mais comme la vraie valeur n'est pas connue dans la plupart des cas, la véritable erreur ne peut pas être connue avec précision.Nous recherchons simplement la meilleure approximation de la valeur de vérité dans certaines conditions et appelons cela la valeur de vérité conventionnelle.

Grâce à la compréhension du concept, nous pouvons voir qu'il existe principalement les différences suivantes entre l'incertitude de mesure et l'erreur de mesure :

1. Différences dans les objectifs d’évaluation :

L'incertitude de mesure est destinée à indiquer la dispersion de la valeur mesurée ;

Le but de l’erreur de mesure est d’indiquer dans quelle mesure les résultats de mesure s’écartent de la valeur réelle.

2. La différence entre les résultats de l'évaluation :

L'incertitude de mesure est un paramètre non signé exprimé par l'écart type ou par des multiples de l'écart type ou par la demi-largeur de l'intervalle de confiance.Il est évalué par des personnes sur la base d'informations telles que des expériences, des données et de l'expérience.Il peut être déterminé quantitativement par deux types de méthodes d'évaluation, A et B. ;

L'erreur de mesure est une valeur avec un signe positif ou négatif.Sa valeur est le résultat de la mesure moins la valeur réelle mesurée.La vraie valeur étant inconnue, elle ne peut pas être obtenue avec précision.Lorsque la valeur vraie conventionnelle est utilisée à la place de la valeur vraie, seule la valeur estimée peut être obtenue.

3. La différence des facteurs d'influence :

L'incertitude de mesure est obtenue par les personnes grâce à l'analyse et à l'évaluation, elle est donc liée à la compréhension qu'ont les gens du mesurande, influençant la quantité et le processus de mesure ;

Les erreurs de mesure existent objectivement, ne sont pas affectées par des facteurs externes et ne changent pas avec la compréhension des gens ;

Par conséquent, lors de l’analyse de l’incertitude, divers facteurs d’influence doivent être pleinement pris en compte et l’évaluation de l’incertitude doit être vérifiée.Sinon, en raison d'une analyse et d'une estimation insuffisantes, l'incertitude estimée peut être grande lorsque le résultat de la mesure est très proche de la valeur réelle (c'est-à-dire que l'erreur est faible), ou l'incertitude donnée peut être très faible lorsque l'erreur de mesure est réellement grand.

4. Différences par nature :

Il n’est généralement pas nécessaire de distinguer les propriétés de l’incertitude de mesure et les composantes de l’incertitude.S'il faut les distinguer, ils doivent être exprimés comme suit : « composantes d'incertitude introduites par des effets aléatoires » et « composantes d'incertitude introduites par des effets de système » ;

Les erreurs de mesure peuvent être divisées en erreurs aléatoires et erreurs systématiques selon leurs propriétés.Par définition, les erreurs aléatoires et les erreurs systématiques sont des concepts idéaux dans le cas d’une infinité de mesures.

5. La différence entre la correction des résultats de mesure :

Le terme « incertitude » lui-même implique une valeur estimable.Il ne fait pas référence à une valeur d’erreur spécifique et exacte.Bien qu’elle puisse être estimée, elle ne peut pas être utilisée pour corriger la valeur.L'incertitude introduite par des corrections imparfaites ne peut être prise en compte que dans l'incertitude des résultats de mesure corrigés.

Si la valeur estimée de l'erreur système est connue, le résultat de mesure peut être corrigé pour obtenir le résultat de mesure corrigé.

Une fois qu'une grandeur est corrigée, elle peut se rapprocher de la valeur réelle, mais non seulement son incertitude ne diminue pas, mais elle devient parfois plus grande.Cela est principalement dû au fait que nous ne pouvons pas savoir exactement quelle est la valeur réelle, mais que nous pouvons seulement estimer dans quelle mesure les résultats de mesure sont proches ou éloignés de la valeur réelle.

Bien que l’incertitude et l’erreur de mesure présentent les différences ci-dessus, elles restent étroitement liées.Le concept d'incertitude est l'application et l'expansion de la théorie des erreurs, et l'analyse des erreurs reste la base théorique pour l'évaluation de l'incertitude de mesure, en particulier lors de l'estimation des composants de type B, l'analyse des erreurs est indissociable.Par exemple, les caractéristiques des instruments de mesure peuvent être décrites en termes d'erreur maximale tolérée, d'erreur d'indication, etc. La valeur limite de l'erreur tolérée de l'instrument de mesure spécifiée dans les spécifications techniques et la réglementation est appelée « erreur maximale tolérée » ou "limite d'erreur admissible".Il s'agit de la plage admissible de l'erreur d'indication spécifiée par le fabricant pour un certain type d'instrument, et non de l'erreur réelle d'un certain instrument.L'erreur maximale admissible d'un instrument de mesure peut être trouvée dans le manuel de l'instrument et elle est exprimée avec un signe plus ou moins lorsqu'elle est exprimée sous forme de valeur numérique, généralement exprimée en erreur absolue, erreur relative, erreur de référence ou une combinaison de celles-ci.Par exemple ±0,1 PV, ±1 %, etc. L'erreur maximale admissible de l'instrument de mesure n'est pas l'incertitude de mesure, mais elle peut être utilisée comme base pour l'évaluation de l'incertitude de mesure.L'incertitude introduite par l'instrument de mesure dans le résultat de mesure peut être évaluée en fonction de l'erreur maximale tolérée de l'instrument selon la méthode d'évaluation de type B.Un autre exemple est la différence entre la valeur d'indication de l'instrument de mesure et la valeur vraie convenue de l'entrée correspondante, qui constitue l'erreur d'indication de l'instrument de mesure.Pour les outils de mesure physique, la valeur indiquée est sa valeur nominale.Habituellement, la valeur fournie ou reproduite par un étalon de mesure de niveau supérieur est utilisée comme valeur vraie convenue (souvent appelée valeur d'étalonnage ou valeur standard).Dans les travaux de vérification, lorsque l'incertitude élargie de la valeur standard donnée par l'étalon de mesure est comprise entre 1/3 et 1/10 de l'erreur maximale admissible de l'instrument testé et que l'erreur d'indication de l'instrument testé se situe dans la limite maximale autorisée spécifiée. erreur, elle peut être considérée comme qualifiée.