A diferença entre incerteza de medição e erro de medição

A incerteza e o erro de medição são conceitos básicos estudados em metrologia, sendo também um dos conceitos importantes frequentemente utilizados por técnicos de metrologia. Estão diretamente relacionados à confiabilidade dos resultados das medições e à precisão e consistência da transmissão de valores. No entanto, muitas pessoas confundem ou utilizam os dois conceitos de forma inadequada devido à falta de clareza conceitual. Este artigo combina a experiência adquirida no estudo da "Avaliação e Expressão da Incerteza de Medição" para abordar as diferenças entre os dois. O primeiro ponto a ser esclarecido é a diferença conceitual entre incerteza e erro de medição.

A incerteza de medição caracteriza a avaliação da faixa de valores na qual se encontra o valor verdadeiro da medição.A incerteza indica o intervalo no qual o valor verdadeiro pode se situar, de acordo com uma determinada probabilidade de confiança. Pode ser o desvio padrão ou múltiplos deste, ou a metade da largura do intervalo que indica o nível de confiança. Não se trata de um erro verdadeiro específico, mas sim de uma expressão quantitativa da parte da faixa de erro que não pode ser corrigida na forma de parâmetros. Ela deriva da correção imperfeita de efeitos acidentais e sistemáticos, e é um parâmetro de dispersão usado para caracterizar os valores medidos que são razoavelmente atribuídos. A incerteza é dividida em dois tipos de componentes de avaliação, A e B, de acordo com o método de obtenção. O componente de avaliação do tipo A é a avaliação da incerteza feita por meio da análise estatística de séries de observações, enquanto o componente de avaliação do tipo B é estimado com base na experiência ou em outras informações, assumindo-se a existência de um componente de incerteza representado por um "desvio padrão" aproximado.

Na maioria dos casos, erro se refere a erro de medição, e sua definição tradicional é a diferença entre o resultado da medição e o valor verdadeiro da medição.Geralmente, os erros podem ser divididos em duas categorias: erros sistemáticos e erros acidentais. O erro existe objetivamente e deveria ter um valor definido, mas como o valor verdadeiro é desconhecido na maioria dos casos, o erro real não pode ser determinado com precisão. Buscamos apenas a melhor aproximação do valor verdadeiro sob certas condições, e a chamamos de valor verdadeiro convencional.

Ao entendermos o conceito, podemos perceber que existem principalmente as seguintes diferenças entre incerteza de medição e erro de medição:

1. Diferenças nos objetivos da avaliação:

A incerteza de medição tem como objetivo indicar a dispersão do valor medido;

O objetivo do erro de medição é indicar o grau em que os resultados da medição se desviam do valor verdadeiro.

2. A diferença entre os resultados da avaliação:

A incerteza de medição é um parâmetro não assinado expresso pelo desvio padrão, múltiplos do desvio padrão ou pela metade da largura do intervalo de confiança. Ela é avaliada com base em informações como experimentos, dados e experiência. Pode ser determinada quantitativamente por dois tipos de métodos de avaliação, A e B.

O erro de medição é um valor com sinal positivo ou negativo. Seu valor é o resultado da medição menos o valor verdadeiro medido. Como o valor verdadeiro é desconhecido, não pode ser obtido com precisão. Quando o valor verdadeiro convencional é usado em vez do valor verdadeiro, apenas o valor estimado pode ser obtido.

3. A diferença dos fatores de influência:

A incerteza de medição é obtida pelas pessoas através de análise e avaliação, estando, portanto, relacionada à compreensão que as pessoas têm do mensurando, influenciando a quantidade e o processo de medição;

Os erros de medição existem objetivamente, não são afetados por fatores externos e não se alteram com a compreensão das pessoas;

Portanto, ao realizar uma análise de incerteza, vários fatores de influência devem ser totalmente considerados e a avaliação da incerteza deve ser verificada. Caso contrário, devido à análise e estimativa insuficientes, a incerteza estimada pode ser grande quando o resultado da medição estiver muito próximo do valor verdadeiro (ou seja, o erro for pequeno), ou a incerteza fornecida pode ser muito pequena quando o erro de medição for, na realidade, grande.

4. Diferenças por natureza:

Em geral, não é necessário distinguir as propriedades da incerteza de medição e dos componentes da incerteza. Caso seja preciso distingui-las, devem ser expressas como: "componentes da incerteza introduzidos por efeitos aleatórios" e "componentes da incerteza introduzidos por efeitos do sistema".

Os erros de medição podem ser divididos em erros aleatórios e erros sistemáticos, de acordo com suas propriedades. Por definição, tanto os erros aleatórios quanto os erros sistemáticos são conceitos ideais no caso de infinitas medições.

5. A diferença entre a correção dos resultados da medição:

O próprio termo "incerteza" implica um valor estimável. Não se refere a um valor de erro específico e exato. Embora possa ser estimado, não pode ser usado para corrigir o valor. A incerteza introduzida por correções imperfeitas só pode ser considerada na incerteza dos resultados de medição corrigidos.

Se o valor estimado do erro do sistema for conhecido, o resultado da medição pode ser corrigido para obter o resultado da medição corrigido.

Após a correção de uma grandeza, ela pode se aproximar do valor verdadeiro, mas sua incerteza não apenas não diminui, como às vezes aumenta. Isso ocorre principalmente porque não podemos saber exatamente qual é o valor verdadeiro, mas apenas estimar o grau em que os resultados da medição estão próximos ou distantes do valor verdadeiro.

Embora a incerteza de medição e o erro apresentem as diferenças mencionadas acima, eles ainda estão intimamente relacionados. O conceito de incerteza é a aplicação e expansão da teoria do erro, e a análise de erros continua sendo a base teórica para a avaliação da incerteza de medição, especialmente na estimativa de componentes do tipo B, onde a análise de erros é indissociável. Por exemplo, as características dos instrumentos de medição podem ser descritas em termos de erro máximo admissível, erro de indicação, etc. O valor limite do erro admissível do instrumento de medição especificado nas especificações e regulamentos técnicos é chamado de "erro máximo admissível" ou "limite de erro admissível". Trata-se da faixa admissível do erro de indicação especificada pelo fabricante para um determinado tipo de instrumento, e não do erro real do instrumento. O erro máximo admissível de um instrumento de medição pode ser encontrado no manual do instrumento e é expresso com um sinal de mais ou menos quando expresso como um valor numérico, geralmente em erro absoluto, erro relativo, erro de referência ou uma combinação destes. Por exemplo, ±0,1PV, ±1%, etc. O erro máximo admissível do instrumento de medição não é a incerteza de medição, mas pode ser usado como base para a avaliação da incerteza de medição. A incerteza introduzida pelo instrumento de medição no resultado da medição pode ser avaliada de acordo com o erro máximo admissível do instrumento, segundo o método de avaliação do tipo B. Outro exemplo é a diferença entre o valor indicado pelo instrumento de medição e o valor verdadeiro acordado da entrada correspondente, que é o erro de indicação do instrumento de medição. Para ferramentas de medição físicas, o valor indicado é o seu valor nominal. Normalmente, o valor fornecido ou reproduzido por um padrão de medição de nível superior é usado como o valor verdadeiro acordado (frequentemente chamado de valor de calibração ou valor padrão). No trabalho de verificação, quando a incerteza expandida do valor padrão fornecido pelo padrão de medição for de 1/3 a 1/10 do erro máximo admissível do instrumento testado, e o erro de indicação do instrumento testado estiver dentro do erro máximo admissível especificado, ele pode ser considerado qualificado.