Mittausvirheissä

Mittausvirheissä tarkoitetaan poikkeamaa mitatun arvon ja todellisen arvon välillä. Virheet jaetaan yleisesti järjestelmällisiin virheisiin (bias) sekä satunnaisiin virheisiin. Järjestelmälliset virheet ovat toistuvia ja johtuvat mittausmenetelmästä, välineestä tai olosuhteista; satunnaiset virheet syntyvät mittausprosessin epävarmuuksista ja näkyvät havaintojen hajontana.

Lähteitä mittausvirheille on monia. Välineen kalibrointi, ympäristötekijät kuten lämpötila ja paine, lukemisen tekniikka sekä mittausmenetelmän rajoitteet voivat aiheuttaa systemaattisia poikkeamia. Satunnaiset virheet johtuvat mittaushetken epävarmuudesta ja mittausjärjestelmän useista pienistä tekijöistä, jotka ovat vaikeasti ennustettavissa yksittäisessä mittauksessa. Merkittäviä virhelähteitä ovat myös puutteellinen näytteiden käsittely, mittausjärjestelmän häiriöt sekä havaitsijan osoitinlaitteiden tarkkuus.

Mittausvirheiden suuruuden arvioinnissa korostuvat epävarmuudet. Epävarmuutta voidaan kuvata toistettavien mittausten avulla: jos samaa suuretta mitataan useita kertoja, saadun tuloksen hajonta määrittää satunnaisen virheen suuruuden. Hyvä käytäntö on raportoinnin yhteydessä esittää sekä keskiarvo että hajontaan perustuva epävarmuus (esim. standardivirhe tai standard deviations), sekä mahdollisesti 95-prosenttinen luottamusväli. Eri mittauksia yhdistettäessä epävarmuudet yhdistetään oikeudenmukaisesti.

Epävarmuuden hallinnassa keskeistä on kalibrointi ja jäljitettävyys. Referenssistandardien käyttö, säännöllinen tarkastus sekä epävarmuusbudjetin laatiminen auttavat ymmärtämään ja vähentämään mittausvirheitä. Raportoinnissa ilmoitetaan sekä mitatun arvon että epävarmuuden kattavuus, sekä tarvittaessa laajennettu epävarmuus määritellyllä kattavuuskertoimella.