Mittausvaihtelua

Mittausvaihtelu kuvaa mittaustulosten epävarmuutta, joka ilmenee kun sama suure mitataan useita kertoja samoissa olosuhteissa. Se on osa mittaustarkkuuden kokonaisvariaatiota ja erottuu systemaattisesta harhasta sekä satunnaisesta virheestä. Mittausvaihtelua ei siis synny ainoastaan mittalaitteesta, vaan siihen vaikuttavat myös käyttäjä, ympäristö sekä tutkittava kohde.

Syytekijöitä mittausvaihteluun ovat muun muassa instrumenttien rajoitukset, kalibroinnin laiminlyönti tai ajoittaiset poikkeamat, mittausmenetelmän tehokkuus, operointivirheet sekä näytteen tai mittaustilanteen luonnollinen vaihtelu. Varianzia voidaan luokitella sisäiseksi toistettavuudeksi (samalla mittaajalla ja samalla laitteella tehtyjen mittausten samanlaisuus) sekä ulkoiseksi toistettavuudeksi eli reproducibility (eri mittaajat, eri laitteet, eri ajankohdat).

Mittausvaihtelun arviointi tapahtuu usein mittausjärjestelmäanalyysillä (MSA). Keskeisiä mittareita ovat mittausten hajonta, toistettavuuden ja reproducibilityn estimaatit sekä virhepalkkien ja ekstratietojen erottaminen. Tilastollisesti käytetään esimerkiksi varianssianalyysejä, standard deviationia ja kertoimia kuten coefficient of variation.

Vähentämiseksi voidaan toteuttaa kalibrointeja ja huoltoa säännöllisesti, standardoida mittausmenetelmät ja kouluttaa henkilöstöä, kontrolloida ympäristötekijöitä sekä hyödyntää useiden mittausten keskiarvoa tai toistettua mittausta harvinaisissa tilanteissa. Tarkoituksena on minimoida sekä satunnainen vaihtelu että systemaattiset virheet ja parantaa mittaustulosten luotettavuutta.