Measurement Uncertainty   측정 불확도

1. 측정 불확도 (Measurement Uncertainty) 이란?

  ㅇ 측정에 있어 불확실한 정도, 즉 측정값에 존재하는 의심의 정도를 표현한 값
     - 참값이 존재하는 범위를 나타내는 추정되는 값

  ㅇ (사용 이유)
     - 여러 측정들이 서로 비교 가능할 수 있는 공통된 이해의 토대 위에서,
     - 측정량에 대한 합리적 추정의 불확정성을 잴 수 있고,
     - 이를 표현할 수 있는 척도로 삼고자 함


2. 측정 불확도의 정의

  ㅇ 측정량을 합리적으로 추정한 값들의 분산 추정량

  ㅇ (국가교정기관 지정제도 운용요령 및 VIM 용어집)
     - "측정량을 합리적으로 추정할 수 있는 값들의 분산을 특성화한 것"
        . (VIM : International Vocabulary of Metrology)


3. 측정 불확도의 의의

  ㅇ 오차(= 참값 - 측정값)는, 실제로 알 수 없음에도 안다고 가정하는 모순이 생기므로,
     - 참값의 존재 범위(신뢰구간)에 대한 추정으로써, 측정불확도를 정의,표현하고,
     - 이를 국제적으로 널리 사용하게됨

  ㅇ 따라서, 시험/측정/실험/교정 등 성적서 발표/발행시
     - 반드시 측정불확도를 함께 명기하여야 함

  ㅇ 결국, 측정 불확도를 낮게 가져가야 하고, 그 범위 내에서 측정 결과에 대한 합리적인 해석이 필요


4. 측정 불확도의 표현 및 표현 지침

  ㅇ 측정 불확도의 표현
     - 통상, 합성 표준 불확도 (combined standard uncertainty)로 표현됨
        . 여러 불확도를 통합하여 하나의 불확도로 나타낸 것
           .. 각 불확도의 제곱합을 구한 후 제곱근을 취함

  ㅇ 측정 불확도의 표현 지침 (GUM)
     - GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement, 측정 불확도 표현 지침서)
     - 1993년 최초 발간, 1995년 정비발간 후 국제적 확대


5. 측정 불확도의 활용 例)

  ※ 측정값은 늘 애매함/불확실성을 가지므로, 
     - 측정 값 이외에도 불확도 값도 함께 나타내는 것이 올바름
        . 따라서, 실제 측정값이 어떤 범위 내 있음을 확신할 수 있음

  ㅇ 측정값 = 측정 평균값 (추정값) ± 측정 불확도

     - 例) 교정 등 성적서 상에 200 mm ± 2 mm (95% 신뢰수준) 이라고 표현될 때,
        . 95% 신뢰수준으로 측정한 추정 길이가 198 mm ~ 202 mm 내에 있음을 의미함

     - 例) 중력 상수 G = 6.674 08(31) x 10-11 [m3 ㎏-1 s-2]
                       = (6.674 08 ± 0.000 31) x 10-11
        . 측정된 중력 상수가 6.673 77 x 10-11 ~ 6.674 39 x 10-11 내에 있음을 의미


6. 측정 불확도의 평가 유형

  ㅇ 측정의 신뢰성과 정확성을 평가하는 유형 둘(2)
     - A형 불확도 (Type A Uncertainty)
        . 통계적 방법을 사용하여 평가
           .. 반복 측정을 통해 계산됨
        . 표준 편차나 평균값의 불확도를 기반으로 함
     - B형 불확도 (Type B Uncertainty)
        . 비통계적 방법을 사용하여 평가
        . 이전 경험이나 제조업체의 사양, 교정 증명서, 공인된 참고자료 등을 기반으로 함