Microsoft Word - Mjerna nesigurnost.doc

Транскрипт

1 Ivan Vrkljan Mjerna nesigurnost

2 Ispitivanje i opažanje u geotehnici 2 1. UVOD 2 Mjerna nesigurnost Nije problem kupiti uređaj i umjeriti ga u najboljim laboratorijima. To može svatko. Mjerni rezultat treba znati stvoriti a njega nema bez mjerne nesigurnosti. To ne može svatko. Pozanvanje mjerne nesigurnosti rezultata ispitivanja izuzetno je važno za laboratorij, klijente i institucije koje koriste ove rezultate u komparativne svrhe. Kompetentan laboratorij mora poznavati karakteristike svojih ispitnih metoda i nesigurnost koja prati dobiveni rezultat. Mjerna nesigurnost izuzetno je važna mjera kvalitete rezultata ili metode ispitivanja. Druge takve mjere su obnovljivost (reproducibility), ponovljivost (repeatability) i.t.d. [6] Norma HRN EN ISO/IEC 17025:2007. [3] zahtjeva od akreditiranih laboratorija da za sve svoje mjerne procese koji utječu na ispitni rezultat procjeni mjernu nesigurnost. Ovaj je zahtjev za umjerne laboratorije bio iskazan i u normi EN 45001, a donošenjem norme [3] zahtjevi iz EAL-ovih uputa postaju obvezni i za ispitne laboratorije (EAL-European Cooperation for Accreditation) [7]. S obveznom primjenom norme HRN EN ISO/IEC 17025:2007. [3] ( ), akreditirani laboratoriji su preuzeli obvezu iskazivanja mjerne nesigurnosti. Kako je mjerna nesigurnost bila novina za većinu ispitnih laboratorija, DZNM-NSO (Državni Zavod za Normizaciju i Mjeriteljstvo- Nacionalna Služba za Ovlašćivanje), definirao je kriterije koji ispitnim laboratorijima pružaju dovoljno vremena za izobrazbu osoblja, te razvoj i uspostavu postupaka za procjenu mjerne nesigurnosti ispitnih postupaka. Prema ovim kriterijima, ispitni laboratorij bio je obvezan sačiniti plan izrade i primjene vlastitih postupaka za procjenu mjerne nesigurnosti a s primjenom plana moralo se početi Prema normi HRN EN ISO/IEC 17025:2007., ispitni laboratoriji moraju iskazati mjernu nesigurnost rezultata ispitivanja u izvještaju u sljedećim situacijama: kada je to specificirano metodom ispitivanja, kada to zatraži Naručitelj ispitivanja i/ili kada bi interpretacija rezultata ispitivanja mogla biti ugrožena nedostatkom poznavanja nesigurnosti (slučaj kada rezultati moraju biti uspoređeni s drugim rezultatima ili vrijednostima iz specifikacija). Međunarodna organizacija za normizaciju (ISO) izdala je Upute za iskazivanje mjerne nesigurnosti (the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, GUM ) [8]. GUM se prepoznaje kao osnovni dokument na koji se pozivaju sve upute i preporuke za proračun i iskazivanje mjerne nesigurnosti. Iako je GUM namijenjen mjeriteljstvu primjenjiv je i u ispitivanju premda postoje bitne razlike između mjeriteljskih i ispitnih postupaka. Mjerni je rezultat uvijek samo procjena prave vrijednosti mjerne veličine, koja ostaje nepoznata. Prema međunarodnom dogovoru, mjerni se rezultat iskazuje najboljom procjenom mjerne vrijednosti, kojoj se mora pridjeliti mjerna nesigurnost Jednoznačnost svjetski usklađenog iskazivanja mjernih rezultata omogućuje jasnoću dogovora u trgovinskim, napose međunarodnim, ugovorima. Pri tome jednoznačnost znači: razumljivost iskaza, mogućnost provjere te da obje strane jednako tumače rezultate [7].

3 I. Vrkljan: Mjerna nesigurnost 3 Mjerna nesigurnost, prema definiciji u VIM-u [9], je parametar pridružen mjernom rezultatu, koji označuje rasipanje vrijednosti, koje se smije razborito pripisati mjerenoj veličini. Parametar može biti npr. standardno odstupanje ili njegov višekratnik odnosno poluširina raspona vrijednosti određene razine pouzdanosti. Mjerna pogreška Sustavna pogreška Slučajna pogreška Poznata sustavna pogreška Nepoznata sustavna pogreška Korekcija Preostala pogreška REZULTAT MJERENJA MJERNA NESIGURNOST Slika 3 Rezultat mjerenja i mjerna nesigurnost Za opisivanje nekog postupka mjerenja i pripadajuće mu mjerne nesigurnosti koriste se kvalitativni pojmovi: točnost, istinitost i preciznost. Točnost je mjera podudaranja nekog mjernog rezultata s istinitom vrijednošću. Kad je na raspolaganju više mjernih rezultata, podudaranje srednje vrijednosti tih rezultata s istinitom vrijednošću je istinitost, a međusobno podudaranje pojedinačnih vrijednosti je preciznost. Različite kombinacije istinitih i neistinitih rezultata s preciznim i nepreciznim rezultatima slikovito su prikazane na slici 4. Neistinito ali precizno Istinito ali neprecizno Istinito i precizno Neistinito i neprecizno Slika 4. Prikaz pojmova istinitost i preciznost. Sredina mete je (nepoznata) istinita vrijednost

4 Ispitivanje i opažanje u geotehnici kn 100 kn 50 kn A B C D Granična vrijednost (Na primjer: Zahtijevana čvrstoća sidra) A - Rezultat mjerenja neosporno zadovoljava propisanu graničnu vrijednost B i C Srednja vrijednost je blizu granične vrijednosti ali je zbog mjerne nesigurnosti nemoguće izreći neosporan sud D Rezultat mjerenja neosporno ne zadovoljava propisanu graničnu vrijednost Slika 5 Odnos granične vrijednosti, izmjerene srednje vrijednosti i mjerne nesigurnosti Kako je pitanje mjerne nesigurnosti riješeno u Geotehničkom laboratoriju IGH-Zagreb? Za svaku od akreditiranih metoda, laboratorij je razvio interni postupak procjene mjerne nesigurnosti rezultata ispitivanja sukladno uputama GUM [8], EA-4/16 [10] i ILAC-G17:2002 [6], a na temelju: raspoloživih podataka u normama ispitivanja, podataka iz stručne literature, podataka do kojih je laboratorij došao u provedenim međulaboratorijskim ispitivanjima, podataka dobivenih u uvjetima ponovljivosti i obnovljivosti vlastitih ispitivanja, podataka iz umjernica i tehničkih specifikacija mjerne opreme i podataka temeljenih na dugogodišnjem vlastitom iskustvu u provođenju ovih ispitivanja. Više podataka o akreditaciji geotehničkog laboratorija, može se naći u referenci [11].

5 I. Vrkljan: Mjerna nesigurnost 5 Rječnik Metrologija-Znanost o mjerenju Mjerna metoda-smislen niz postupaka, opisanih prema rodu, koji se upotrebljavaju za provođenje mjerenja Mjerni postupak-skup postupaka, opisanih prema vrsti, koji se upotrebljava za provođenje pojedinih mjerenja u skladu s određenom metodom. Mjerna veličina-posebna veličina podvrgnuta mjerenju Mjerna točnost-usko slaganje između kojeg mjernog rezultata i istinite vrijednosti mjerene veličine (točnost je kvalitativan pojam; naziv preciznost ne smije se upotrebljavati umjesto točnosti) Ponovljivost (obnovljivost)-usko slaganje između rezultata uzastopnih mjerenja iste mjerene veličine izvedenih u istim mjernim uvjetima Mjerna nesigurnost-parametar pridružen rezultatu kojeg mjerenja koji opisuje rasipanje vrijednosti koje bi se razumno mogle pripisati mjerenoj veličini Mjerna pogreška-mjerni rezultatmanje istinita vrijednost mjerene veličine (kako se istinita vrijednost ne može odrediti, u praksi se upotrebljava dogovorena istinita vrijednost Mjerilo, mjerni isntrument-uređaj namjenjen za izvedbu mjerenja, samostalno ili u vezi s dodatnim uređajima Osjetilo-Element mjerila ili mjernog lanca koji je izravno izložen djelovanju mjerene veličine Kalibracija-Postupak utvrđivanja položaja oznaka na ljestvici mjerila (u određenim slučajevima samo glavnih oznaka) u odnosu na odgovarajuće vrijednosti mjerenih veličina (ne treba brkati kalibraciju i umjeravanje) Osjetljivost-Promjena odziva mjerila podijeljena s odgovarajućom promjenom poticaja Razlučivanje (pokaznog uređaja)-najmanja razlika između pokazivanja pokaznog uređaja koja se može jasno zamjetiti Točnost mjerila (accuracy of measuring instruments)-sposobnpost mjerila da daje odzive bliske istinitoj vrijednosti (točnost je kvalitativan pojam) Razred točnosti (accuracy class)-razred mjerila koja zadovoljavaju određene metrologijske zahtjeve kojima je svrha održavanje pogrešaka u navedenim granicama (razred točnostiobično se označujedogovorenim brojem ili znakom, a naziva se kazalom razreda) Pogreška (pokazivanja mjerila) (repeatibility of measuring isntruments)-pokazivanje mjerila manje istinita vrijednsot odgovarajuće ulazne veličine Ponovljivost (mjerila)-sposobnost mjerila da daje veoma slična pokazivanja kod ponovljenih primejna iste mjerene veličine u istim mjernim uvjetima Mjerni etalon-tvarna mjera, mjerilo, referencijska tvar ili mjerni sustav namjenjen za određivanje, ostvarivanje, čuvanje ili obnavljanje jedinice jedne ili više vrijednosti kakve veličine da bi mogli poslužiti kao referencija Umjeravanje (calibartion)-skup postupaka kojima se u određenim uvjetima uspostavlja odnos između vrijednosti veličina koje pokazuje neko mjerilo ili mjerni sustav ili vrijednosti koje prikazuje neka tvarna mjera ili neka referencijska tvar i odgovarajuće vrijednosti ostvarenih etalonima Literatura [1] Zakon o normizaciji, NN 55/96. [2] HR EN :1989 Opći kriteriji za rad ispitnih laboratorija [3] Norma HRN EN ISO/IEC : 2000, Opći zahtjevi za osposobljenost ispitnih i mjeriteljskih laboratorija (ISO/IEC 17025:1999; EN ISO/IEC 17025:2000). [4] Zakon o akreditaciji, NN 158, [5] Pravila za ovlašćivanje ispitnih i umjernih laboratorija, Državni zavod za normizacju i mjeriteljstvo, Nacionalna služba za ovlašćivanje, Zagreb, travanj [6] ILAC-G17:2002, Introducing the Concept of Uncertainty of Measurement in Testing in Association with the Application of the Standard ISO/IEC 17025, November [7] Boršić, M., Gašljević, V., Procjena mjerne nesigurnosti, Seminar i raspravljaonica, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Zagreb, 12. prosinca [8] Upute za iskazivanje mjerne nesigurnosti, prijevod na hrvatskom DZNM, (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM). BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP,

6 Ispitivanje i opažanje u geotehnici 6 OIML. International Organization for Standardization, Printed in Switzerland, ISBN , First Edition, Corrected and reprinted 1995.). [9] BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML: International vocabulary of basic and general terms in metrology, (skraćenica VIM). [10] EA-4/16, EA guidelines on the expression of uncertainty in quantitative testing, December 2003, rev00. [11] Kavur, B., 2004., Procjena mjerne nesigurnosti pri ispitivanju tla i stijena u geotehnici, Saopćenja savjetovanja: Hrvatska normizacija i srodne djelatnosti, Tehničko usklađivanje na putu prema Europskoj uniji, Brijuni, lipnja 2004.