すべての測定には不確実性があります。測定機器、測定されているオブジェクト、環境、演算子などのさまざまな要因は、測定の不確実性に寄与する可能性があります。

このような不確実性は、一連の測定およびその他の関連情報の統計分析を使用して推定できます。

不確実性は、エンジニアリング設計、製品開発、科学的研究など、多様なドメインの測定の精度に影響を与える重要な要因です。

This article, provided by a Scantech 3D Measument Expert、測定の不確実性を分かりやすく、それについてほとんど知らないが、それについて学ぶ必要がある人々にとって理解できるようにすることを目指しています。

測定の不確実性は何ですか

計測では、測定の不確実性は、測定量に起因する値の統計分散の表現です。簡単に言えば、私たちは不確実性を、真の価値が嘘をつく可能性が高いと思われる範囲として表現します。

たとえば、定規のある紙の長さを測定している場合、実際の長さは10 mmになる場合があります。ただし、定規の精度の制限により、測定は正確な10 mmではなく9.8 mmまたは10.2 mmになる可能性があります。

この例では、測定の不確実性は、定規の精度や視覚的推定能力などの要因から生じます。 したがって、この論文の長さが10 mmであると単純に述べることはできません。

代わりに、たとえば（10±0.2）mmなどの不確実性を含める必要があります。これは、測定結果が±0.2 mmのマージンで10 mmの範囲内に収まることを示しています。

測定の不確実性は重要な指標として機能し、測定結果の信頼性と精度に関する洞察を与え、実験データまたは測定データの解釈に役立ちます。

測定の不確実性を表現する方法

不確実性の定量化には、2つの重要な要素が含まれます。エラーの範囲を定義し、測定結果の上限と下限を表し、信頼確率を確立し、「真の値」がこの範囲内にあるという自信を示します。

通常、k = 2のカバレッジ係数を持つ範囲を使用して、全体的な測定誤差を推定し、約95％の信頼レベルを提供します。

このアプローチにより、測定結果の不確実性を最小限のエラー範囲と高いレベルの信頼性で説明し、測定結果のより良い理解を支援し、その信頼性を評価することができます。

The Scantechキャリブレーションセンター ISO 17025：2017およびCNAS認定を取得しました。これは、テストおよびキャリブレーション研究所における品質管理の基準が世界的に認識されています。

これは、Scantechには、国際基準に従って光学3D測定システムの分野で追跡可能なメトロロジーキャリブレーションを実施する技術的能力があることを意味します。

以下は、Scantechキャリブレーションセンターでのキャリブレーション後に得られた3Dスキャナーの証明書です。 3Dスキャナーは、球のアーチファクトについて多数の繰り返し測定を実施しました。

さらに、球体アーティファクトの証明書や校正環境条件などの詳細を考慮しました。結果として生じる不確実性の拡大は、として計算されました u= 0.010 mm、k = 2のカバレッジ係数を考慮して。

What are the Factors Influencing Measurement Uncertainty?

測定プロセス中、いくつかの要因が測定の不確実性の増加に寄与する可能性があります。

Firstly, there is the measurement capability of the instrument itself regarding the object, including factors such as resolution, accuracy, stability, and 較正 状態。

第二に、温度、湿度、騒音の変動などの環境要因が測定結果に影響を与える可能性があります。

最後に、オペレーターのスキルや視覚的判断の制限などの人的要因は、測定結果にエラーを導入できます。

エラーと不確実性

エラーと不確実性を区別することが重要です。エラーとは、測定されたオブジェクトの真の値からの測定値の偏差を指します。 不確実性は、測定結果に関連する疑いのレベルを測定する方法です。

キャリブレーション証明書から修正を適用するなど、可能な限り既知のエラーを是正する努力をします。ただし、値が不明のままであるエラーは不確実性の原因になります。

測定の不確実性を減らす方法

測定の不確実性の完全な排除は不可能ですが、それを最小限に抑える方法があります。

Appropriate Measurement Methodology: さまざまな測定目的と測定されたオブジェクトの特性に合わせた適切な機器と方法を選択します。

Instrument Calibration and Maintenance: 最適なパフォーマンスを確保するために、機器を定期的に調整および維持します。

Effective Software Utilization: 高品質のデータ処理と分析ソフトウェアを使用して、データ処理のエラーを最小限に抑えます。

Skill Enhancement: 列車のオペレーターはスキルと経験を向上させ、運用の人的エラーを減らします。

Environmental Control: 環境要因が結果に影響を与えるのを防ぐために、湿度や温度を含む測定環境を管理します。

Scantechの3Dスキャナーで測定の不確実性を軽減します

SCantech3Dスキャナー 堅牢なパフォーマンスを通じて測定の不確実性を最小限に抑えることに優れています。

High Precision and Resolution: 高い-解像度と正確なデータを提供して、小さな詳細をキャプチャし、結果エラーを最小限に抑えます。

Non-contact Measurement: 非接触測定方法を利用して、容易に損傷したまたは複雑な表面との物理的接触からのエラーを防ぎます。

Quick Data Acquisition: 測定されたオブジェクトの表面でデータを迅速に取得し、効率を高め、潜在的なエラーを減らします。

Advanced Data Processing: 自動化されたデータ分析のための高度なデータ処理ソフトウェアを装備し、手動処理から生じる不確実性を最小限に抑えます。

Flexibility and Adaptability: さまざまなサイズと材料のオブジェクトを測定するための強力な材料の適応性と柔軟性を示します。

結論として、精度の定量的指標である測定の不確実性は、測定結果の潜在的なエラーを理解し、対処することの重要性を強調しています。

適切な機器を採用し、環境条件を考慮し、運用技術を改良することは、測定の不確実性を減らすための継続的な取り組みに貢献し、最終的に測定精度と結果の信頼性を高めます。