Langkau ke kandungan
Sainsuntuk Semua
Dunia Sains / Pengukuran dan Bukti

Ketidakpastian Pengukuran dan Maksud Kejituan

Istilah utama: ketidakpastian pengukuranSebutan: ke-ti-dak-pas-ti-an peng-u-kur-anBahasa Inggeris: measurement uncertainty

Setiap hasil pengukuran mempunyai had pengetahuan; ketidakpastian menyatakan sejauh mana nilai yang munasabah boleh tersebar berdasarkan maklumat yang tersedia.

Apabila panjang meja dilaporkan sebagai 120.4 cm, angka itu bukan gambaran yang sempurna tentang satu nilai yang diketahui tanpa had. Pembaris mempunyai resolusi tertentu, titik hujung mungkin sukar ditentukan dan bacaan berulang boleh berubah sedikit. Sains menangani had ini dengan menyatakan , bukan dengan berpura-pura bahawa setiap digit mempunyai kepastian yang sama.

Ketidakpastian bukan sekadar kesilapan

Dalam , dan ialah konsep yang berbeza. Ralat merujuk kepada perbezaan antara nilai yang diukur dengan nilai rujukan yang sesuai apabila perbezaan itu dapat ditentukan. Ketidakpastian pula mencirikan sebaran nilai yang munasabah untuk kuantiti yang diukur berdasarkan maklumat yang digunakan. Oleh sebab nilai sebenar tidak semestinya diketahui, kita tidak boleh menganggap ketidakpastian sebagai ukuran tepat tentang ‘berapa salah’ sesuatu bacaan.

Nota Istilahmetrologi: Bidang sains yang mengkaji pengukuran, termasuk unit, kebolehkesanan, penentukuran dan ketidakpastian.

Sumber ketidakpastian boleh datang daripada resolusi alat, , keadaan persekitaran, kaedah persampelan, variasi bacaan berulang dan model yang digunakan untuk menukar pemerhatian kepada hasil. Sebahagian komponen boleh dinilai daripada siri pengukuran secara statistik, manakala yang lain menggunakan maklumat seperti sijil penentukuran, spesifikasi alat atau pengetahuan terdahulu yang relevan.

Nilai terukur dilaporkan bersama julat ketidakpastian yang munasabah (± u), bukan sebagai ukuran tepat 'berapa salah' sesuatu bacaan. Punca ketidakpastian termasuk alat, ulangan bacaan dan model atau kaedah. Konsep, tiada nilai angka.

Bacaan berulang membantu, tetapi tidak menyelesaikan semuanya

Jika pengukuran yang sama diulang, variasi antara bacaan memberi maklumat tentang . Purata beberapa bacaan boleh mengurangkan pengaruh turun naik rawak pada anggaran purata. Namun, pengulangan sahaja tidak membetulkan semua kesan sistematik. Alat yang tersasar akibat penentukuran yang tidak tepat boleh menghasilkan bacaan yang sangat konsisten tetapi tetap memerlukan pembetulan atau komponen ketidakpastian tambahan.

CiriRalat rawakRalat sistematik
Pola pada bacaan berulangBacaan berubah-ubah dari satu ulangan ke satu ulanganBacaan cenderung tersasar ke arah yang sama
Kesan terhadap purataPengulangan boleh mengurangkan pengaruhnya pada anggaran purataPengulangan sahaja tidak membetulkannya
Contoh puncaVariasi bacaan berulang dan turun naik keadaan persekitaranAlat yang tersasar akibat penentukuran yang tidak tepat
Cara menanganinyaUlang pengukuran dan nyatakan sebaran bacaanPenentukuran atau pembetulan, atau tambah komponen ketidakpastian
Ralat rawak dan ralat sistematik. Pengulangan membantu menganggar purata dan ketidakpastian, tetapi tidak menghapuskan ralat rawak dan tidak mengesan semua kesan sistematik.

Ketepatan dan kejituan bukan perkara yang sama

Ketepatan merujuk secara kualitatif kepada kedekatan hasil pengukuran dengan nilai kuantiti yang diukur, manakala berkaitan kedekatan persetujuan antara hasil pengukuran berulang dalam keadaan tertentu. Sekumpulan bacaan boleh sangat rapat antara satu sama lain tetapi masih tersasar akibat kesan sistematik. Sebab itu istilah ketepatan tidak wajar digunakan sebagai nombor pengganti bagi ketidakpastian.

Hasil pengukuran perlu membawa konteks

Pernyataan seperti 50.0 ± 0.2 mm hanya bermakna apabila jelas bagaimana ketidakpastian itu ditentukan dan, bagi laporan teknikal, apakah aras liputan yang digunakan. Ketidakpastian yang lebih kecil biasanya membolehkan perbandingan lebih tajam, tetapi nilainya mesti disokong oleh kaedah pengukuran dan maklumat yang benar-benar tersedia. Menulis terlalu banyak boleh memberi gambaran ketepatan yang tidak disokong oleh pengukuran. Dalam kerja saintifik dan teknikal, ketidakpastian boleh dinyatakan sebagai ketidakpastian piawai atau sebagai selang dengan kebarangkalian liputan yang dinyatakan, bergantung pada kaedah dan tujuan.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Mengapa ketidakpastian pengukuran tidak bermaksud 'pengukuran itu salah', dan apa implikasinya terhadap perbandingan hasil?

Lihat Juga
Versi diterbitkan: