Дослідження підходів до визначення необхідної кількості багаторазових спостережень

Анотація

Обговорюється необхідність визначення мінімальної кількості спостережень під час розробки методики вимірювань в акредитованих за вимогами стандарту ISO/IEC 17025:2017 лабораторіях. Вихідними даними для обчислення є цільова розширена невизначеність, стандартна інструментальна невизначеність засобу вимірювання та оцінка стандартного відхилення розкиду його показань. Розглянуто способи оцінки числа спостережень при оцінюванні розширеної невизначеності за методикою “Керівництва з оцінювання невизначеності вимірювань” (GUM), методом Монте-Карло (ММК) та при використанні запропонованого авторами Закону розповсюдження розширеної невизначеності (ЗРРН), який дозволяє отримувати оцінки невизначеності вимірювань, близькі до оцінок, що отримують за допомогою ММК. У першому випадку (GUM) побудовано номограму, що дозволяє визначити мінімально необхідну кількість багаторазових спостережень на основі співвідношень заданих значень розширеної невизначеності вимірювання для ймовірності 0,9545 та оцінки стандартного відхилення розкиду показань засобу вимірювання до його стандартної інструментальної невизначеності. У випадку розрахування невизначеності вимірювань на основі ММК було запропоновано математичну модель обчислень, за допомогою програми NIST Uncertainty Machine здійснено моделювання нормального закону, який приписується інструментальній невизначеності типу В, та закону розповсюдження Стьюдента, який приписується невизначеності типу А, і на його основі для ймовірності 0,95 побудовано діаграму для розрахунку необхідної кількості спостережень при виконанні багаторазових вимірювань. Застосування ЗРРН виявилось найбільш універсальним для розрахунку необхідної кількості спостережень, оскільки дозволило отримати апроксимуючі вирази для ймовірностей 0,95 і 0,9545 та для нормального й рівномірного законів, що приписуються інструментальній невизначеності засобу вимірювання.