foutschatting

Foutschatting is het proces waarbij de onzekerheid van een gemeten waarde wordt bepaald en gerapporteerd. Het doel is aan te geven hoe ver de gemeten waarde mogelijk verwijderd is van de onbekende waarheid. In metrologie en wetenschappelijke metingen houdt foutschatting rekening met alle bronnen van afwijking die de meting beïnvloeden, zowel in de meetprocedure als in de omgeving.

Fouttypen en begrippen. Fouten worden doorgaans onderverdeeld in willekeurige (willekeurige variaties door meetruis en toevallige factoren) en systematische fouten (vertekeningen die de meting consequent beïnvloeden). Willekeurige fouten kunnen vaak worden verminderd door herhaling, terwijl systematische fouten moet worden gecorrigeerd of onafhankelijk beoordeeld. De foutschatting probeert de totale onzekerheid van de gemeten waarde uit te drukken, vaak als standaardonzekerheid of als uitgebreide onzekerheid met een gewenste覆盖factor.

Methoden. Een gangbare methode is foutpropagatie: als een resultaat y = g(x1, x2, ...), dan wordt de onzekerheid van y berekend vanuit de onzekerheden van de variabelen. Voor onafhankelijke fouten geldt meestal u(y) ≈ sqrt(sum (∂g/∂xi)^2 · u(xi)^2). Bij herhaalde metingen kan de standaarddeviatie van de meetresultaten worden gebruikt, soms aangevuld met bootstrap- of Monte Carlo-methoden. Bij vereisten omtrent betrouwbaarheid kan men een uitgebreidheid U bepalen als U = k·u(y).

Rapportage en normen. Resultaten worden vaak uitgedrukt als waarde ± onzekerheid, bijvoorbeeld y ± U. In formele contexten spreekt men van onzekerheid volgens metrologische normen (bijv. VIM); foutschatting wordt soms informeel gelijkgesteld aan onzekerheidsbepaling.

Voorbeelden. Een lengtemeting met een liniaal kan plusminus de fout ontvangen door liniaalnauwkeurigheid, afleesfout en plaatsingsfout. Andere bronnen zijn temperatuur, druk en kalibratie.