epävarmuuslukuja

Epävarmuuslukuja ovat mittaustulosten yhteydessä annettavia numeerisia arvoja, jotka kuvaavat mittaustuloksen epävarmuutta suhteessa todelliseen arvoon. Ne eivät itsessään määritä tarkkaa tulosta, vaan kertovat, kuinka luotettavia ja todennäköisesti oikeita tulokset ovat. Epävarmuuslukuja käytetään mittaus- ja laboratoriotoiminnassa sekä tutkimuksessa arvojen raportoinnissa.

Epävarmuuslukuja syntyy useista lähteistä, sekä satunnaisista että systemaattisista virheistä. Ne voivat johtua mittausmenetelmästä, laitteistosta, ympäristöolosuhteista ja mittaustavan rajoitteista. Epävarmuuden arviointi ja raportointi perustuvat kansainvälisiin ohjeisiin, kuten GUMin (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) periaatteisiin sekä niiden sovelluksiin. Epävarmuuslukuja arvioidaan usein kahdella tavalla: Type A -käyrällä tilastolliset arvioinnit ja Type B - ei-tilastolliset tai muu tieto.

Yleinen tapa esittää epävarmuuslukuja on standardin epävarmuus (u), joka kuvaa mittaustuloksen keskimääräistä hajontaa. Laajennettu epävarmuus (U) lasketaan kertomalla standardin epävarmuus kertoimella k, yleisimmin k = 2, mikä vastaa noin 95 prosentin luottamusväliä normaalijakautuneessa tapauksessa. Tuloksen raportoinnissa käytetään usein muotoa: arvo ± epävarmuus, esimerkiksi 12,34 ± 0,02 (U, k = 2) tai 12,34 ± 0,01 u:n mukaan.

Määritellyt epävarmuudet voidaan yhdistää useiden muuttujien mittauksista. Yhtenäinen annostelu noudattaa virheiden propagaatiota: combined standard uncertainty lasketaan kvadratuurisesti riippumattomien epävarmuuksien mukaan, ja mahdolliset korrelaatiot otetaan huomioon. Epävarmuuslukuja ei tulkita lopulliseksi totuudeksi, vaan ne ilmaisevat sen rajoja ja luottamusperiaatetta mittaustuloksen ympärillä. Epävarmuuslukuja käytetään laajalti raportoinnissa, kalibroinneissa ja päätöksenteossa, jotta mittaustulosten vertailu ja toistettavuus olisi mahdollista.