So melden Sie Unsicherheiten bei der Messung

Einführung

Die Meldung von Messunsicherheiten in Prüf- und Kalibrierzertifikaten ist eine gängige Praxis für nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Laboratorien. Es ist auch ein häufiges Problem für viele Labore.

Viele haben Schwierigkeiten, es richtig zu machen.

Die meisten akkreditierten Laboratorien sind verpflichtet, Unsicherheiten in ihre Zertifikate aufzunehmen. Viele von ihnen wissen jedoch nicht, wie sie Unsicherheiten richtig melden können.

Einige der häufigsten Mängel, für die Laboratorien zitiert werden, sind;

Nichtmeldung von Unsicherheiten in Zertifikaten,
Unsicherheit nicht korrekt melden,
Nichtmeldung von Unsicherheiten an zwei wichtige Personen,
Unsicherheit nicht richtig runden,
Berichterstattung über Unsicherheiten, die kleiner sind als der Geltungsbereich ihrer Akkreditierung.

Viele dieser Mängel sind leicht vermeidbar. Es wird jedoch so viel Wert auf das Erlernen der Schätzung der Messunsicherheit gelegt, dass viele vergessen, zu lernen, wie man Unsicherheiten meldet.

Die gute Nachricht ist, dass die Regeln für die Berichterstattung über Unsicherheit in den letzten 10 Jahren viel klarer geworden sind. Und heute werden wir sie alle behandeln!

In diesem Leitfaden lernen Sie die Anforderungen, den Prozess und die Fähigkeiten kennen, um Unsicherheiten bei der Messung zu melden.

Außerdem werde ich Ihnen viele Beispiele von großen Laboratorien geben, anhand derer Sie Unsicherheiten in Ihren eigenen Zertifikaten melden können.

Wir werden abdecken;

Anforderungen an die Berichterstattung über Unsicherheiten
So melden Sie Unsicherheiten
Was sind signifikante Zahlen?
Regeln für die Rundungsunsicherheit
Beispiele für Unsicherheiten bei der Berichterstattung

Wenn Sie Fragen zur Meldung von Messunsicherheiten in Ihren Zertifikaten haben, dann wird Ihnen dieser Leitfaden gefallen.

Fangen wir an.

Anforderungen für die Berichterstattung über Unsicherheiten

Ob Sie es wissen oder nicht, es gibt Regeln für die Meldung von Unsicherheiten in Ihren Prüf- und Kalibrierzertifikaten.

Diese Regeln gab es jedoch nicht immer.

Zu Beginn gab das GUM nur Empfehlungen, keine Regeln. Diese Empfehlungen wurden nicht konsequent durchgesetzt, so dass die Laboratorien eine Vielzahl von Methoden anwandten, um Unsicherheiten zu melden.

In den letzten zehn Jahren wurden die Empfehlungen des GUM in Richtlinien und Standards veröffentlicht.

Infolgedessen beginnen die Akkreditierungsstellen, diese Anforderungen durchzusetzen. Das bedeutet, dass Sie sich mit ihnen vertraut machen und sicherstellen sollten, dass sie in Ihren Prüf- oder Kalibrierzertifikaten implementiert sind.

Daher werden wir die Empfehlungen, Richtlinien und Anforderungen behandeln, die veröffentlicht wurden in;

JCGM 100:2008

1. Berichterstattung über erweiterte Messunsicherheiten

In Abschnitt 7.2.3 heißt es in der GUM, dass Sie die folgenden Informationen angeben sollten, wenn Sie die erweiterte Messunsicherheit melden;

Eine vollständige Beschreibung der Messgröße Y,
Das Messergebnis, die Messunsicherheit und die Maßeinheiten,
Geben Sie gegebenenfalls die relative erweiterte Unsicherheit (z. B. Prozent) an.
Geben Sie den Wert des Abdeckungsfaktors (k) an.
Geben Sie das Konfidenzniveau an, das mit der gemeldeten Unsicherheit verbunden ist.
Geben Sie eine Kopie Ihres Unsicherheitsbudgets oder verweisen Sie auf ein Dokument, das es enthält (siehe Abschnitte 7.2.7 und 7.1.4).

2. Berichterstattung über die Messergebnisse und die Messunsicherheit

In Abschnitt 7.2.4 heißt es im GUM, dass Sie die Messergebnisse aus Gründen der maximalen Klarheit melden sollten, ähnlich wie im folgenden Beispiel.

3. Runden Sie die Unsicherheit auf zwei signifikante Stellen

In Abschnitt 7.2.6 weist das GUM darauf hin, dass Sie keine übermäßige Anzahl von Stellen melden sollten, und empfiehlt, die Messunsicherheit auf zwei signifikante Stellen zu runden.

ILAC P14:01/2013

1. Meldung von Unsicherheiten in Kalibrierberichten

In Abschnitt 6.1 besagt die ILAC P14-Richtlinie, dass ein Kalibrierlabor Unsicherheiten melden sollte;

Im Kalibrierprotokoll
Mit dem Messergebnis

Darüber hinaus sieht Abschnitt 6.1 Ausnahmen von der Meldung von Unsicherheiten vor, solange Sie eine Vereinbarung mit dem Kunden treffen und die aufgeführten Kriterien erfüllen.

2. Anforderungen an Kalibrierzertifikate

In Abschnitt 6.2 heißt es, dass Sie den gemessenen Wert und die Messunsicherheit zusammen melden und die zugehörigen Maßeinheiten für beide angeben sollten.

Optional können Sie die Ergebnisse in einer Tabelle darstellen oder die Messunsicherheit als relative erweiterte Unsicherheit (z.B. Prozent) angeben.

Schließlich müssen Sie eine Notiz oder einen Auszug hinzufügen, in dem der Abdeckungsfaktor und die Abdeckungswahrscheinlichkeit Ihrer gemeldeten Messunsicherheitswerte erläutert werden.

3. Rundungsunsicherheit für Kalibrierzertifikate

In Abschnitt 6.3 heißt es, dass Sie die Messunsicherheit auf zwei signifikante Kennzahlen runden und die in Abschnitt 7 des GUM bereitgestellte Rundungsmethode verwenden sollten.

4. Unsicherheitskomponenten für die Kalibrierunsicherheit

In Abschnitt 6.4 heißt es, dass Sie die folgenden Unsicherheitsquellen einbeziehen sollten, wenn Sie die Messunsicherheit für Ihre Kalibrierberichte abschätzen;

CMC-Unsicherheit,
UUT-Auflösung und
Prüfling Wiederholbarkeit.

5. Melden Sie keine Unsicherheit, die kleiner ist als Ihre CMC-Unsicherheit

In Abschnitt 6.5 heißt es, dass Sie keine Messunsicherheitswerte melden sollten, die kleiner oder kleiner sind als die CMC-Unsicherheit, die in Ihrem Akkreditierungsumfang aufgeführt ist.

ISO/IEC 17025:2017

Insgesamt sind die Anforderungen der Norm ISO/IEC 17025 für die Meldung von Messunsicherheiten sehr einfach.

1. Berichterstattung über Messunsicherheiten in Prüfberichten

In Abschnitt 7.8.3.1c heißt es in der ISO/IEC 17025:2017, dass Sie Unsicherheiten in Ihren Prüfberichten melden sollten, wenn:

Sie ist relevant für die Gültigkeit der Testergebnisse,
Ein Kunde verlangt es oder
Sie wirkt sich auf die Konformität mit einer Spezifikationsgrenze aus.

Darüber hinaus sollte die Meldung von Unsicherheiten in derselben Maßeinheit wie das Ergebnis oder in einer relativen Einheit (z. B. Prozent) zum Ergebnis erfolgen.

2. Meldung von Messunsicherheiten in Kalibrierberichten

In Abschnitt 7.8.4.1a heißt es in der ISO/IEC 17025:2017, dass Sie Unsicherheiten in Ihren Kalibrierberichten angeben sollten.

In der gleichen Einheit wie das Messergebnis oder
In einem Term, der relativ zum Messergebnis ist (z. B. Prozent).

Im Gegensatz zu Testberichten gibt Ihnen die Norm nicht die Möglichkeit, Unsicherheiten bei der Berichterstattung wegzulassen. Daher sollten Sie Unsicherheiten immer in Kalibrierberichten angeben.

3. Meldung von Messunsicherheiten bei der Meldung von Stichproben

In Abschnitt 7.8.5f besagt die ISO/IEC 17025:2017, dass Sie Informationen einbeziehen sollten, die zur Bewertung der Messunsicherheit in nachfolgenden Tests oder Kalibrierungen erforderlich sind.

So melden Sie Messunsicherheiten

Wenn Sie Messunsicherheiten melden, befolgen Sie diesen fünfstufigen Prozess.

Erfassen Sie das Messergebnis
Schätzen Sie die Messunsicherheit
Rundung der Unsicherheit auf zwei signifikante Zahlen
Runden Sie das Messergebnis, um es mit der Unsicherheit abzugleichen
Berichten Sie über die Ergebnisse
Fügen Sie eine Unsicherheitserklärung hinzu

1. Erfassen Sie das Messergebnis

Der erste Schritt zur Meldung von Unsicherheiten besteht darin, den Wert des Messergebnisses zu kennen. Daher müssen Sie den Prozess starten, indem Sie eine Messung durchführen und das Ergebnis aufzeichnen.

Stellen Sie sich anhand des Beispiels im GUM vor, dass Sie den Widerstand eines Widerstands messen und feststellen, dass sein Wert 10,05762 Ohm beträgt.

Notieren Sie den Widerstandswert als Messergebnis.

2. Schätzen Sie die Messunsicherheit

Nachdem Sie Ihr Messergebnis aufgezeichnet haben, können Sie die Messunsicherheit abschätzen.

Befolgen Sie die Empfehlungen des ILAC P14, schätzen Sie Ihre Messunsicherheit unter Berücksichtigung dieser drei Faktoren;

CMC-Unsicherheit
Lösung des Prüflings
Wiederholbarkeit des Prüflings

Nachdem Sie diese drei Faktoren kombiniert und die erweiterte Unsicherheit auf 95 % berechnet haben, wobei k = 2 ist, sollten Sie einen Wert für die Kalibrierunsicherheit haben.

3. Rundung der Unsicherheit auf zwei signifikante Zahlen

Nachdem nun die Unsicherheit für das Messergebnis geschätzt wurde, ist es an der Zeit, die Unsicherheit auf zwei signifikante Kennzahlen zu runden.

Finde dazu deine ersten beiden signifikanten Zahlen. Verwenden Sie dann die herkömmliche Rundung, um auf die nächste Zahl aufzu- oder abrunden.

4. Runden Sie das Ergebnis so, dass es der Unsicherheit entspricht

Runden Sie anschließend das Messergebnis so, dass es mit der Messunsicherheit übereinstimmt.

Da die geschätzte Unsicherheit nicht ausreicht, um den Wert des Messergebnisses zu rechtfertigen, runden Sie das Messergebnis so, dass es der Genauigkeit der Unsicherheit entspricht.

Es macht keinen Sinn, ein Messergebnis über die Anzahl der Stellen hinaus zu melden, die in der geschätzten Unsicherheit angegeben sind. Runden Sie also einfach Ihr Messergebnis so, dass es der Anzahl der Stellen entspricht, die in Ihrer geschätzten Unsicherheit angegeben sind.

5. Melden Sie die Ergebnisse

Melden Sie die Ergebnisse in Ihrem Prüf- oder Kalibrierzertifikat.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Sie Unsicherheiten in Ihren Prüf- oder Kalibrierungsberichten melden können. Sie können die Ergebnisse melden.

Neben Ihren Prüf- oder Messergebnissen
In einem Satz oder einer Aussage oder
In einer Tabelle oder einem Unsicherheitsbudget.

Wählen Sie die Methode, die für Sie am besten geeignet ist.

6. Fügen Sie eine Unsicherheitserklärung hinzu

Geben Sie abschließend eine Erklärung ab, in der erläutert wird, wie Ihre Kunden die gemeldete Messunsicherheit interpretieren sollten.

Ihr Zertifikat muss eine Erklärung enthalten, die Folgendes enthält:

Informationen über Unsicherheitsaussagen,
Der Abdeckungsfaktor und
Die Wahrscheinlichkeit der Abdeckung.

Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, finden Sie hier eine allgemeine Aussage, die Sie in Ihren Zertifikaten verwenden können.

"Die berichteten Unsicherheiten wurden in Übereinstimmung mit der [Methode hier einfügen] geschätzt ausgedrückt auf ein 95%-Konfidenzintervall, wobei k = 2 ist."

Signifikante Zahlen

Signifikante Zahlen sind ein wichtiger Begriff, der viele Menschen verwirrt. Deshalb werde ich versuchen, es für Sie zu vereinfachen.

Definition der signifikanten Kennzahlen

Laut dem Oxford Advanced Learner's Dictionary sind signifikante Zahlen jede Ziffer einer Zahl, die verwendet wird, um sie mit dem erforderlichen Grad an Genauigkeit auszudrücken, beginnend mit der ersten Stelle ungleich Null.

Nun, die Definition macht für Sie vielleicht zunächst keinen Sinn. Es wird jedoch viel klarer, wenn Sie die Regeln für die Bestimmung signifikanter Zahlen überprüft haben.

Regeln für die Ermittlung signifikanter Kennzahlen

Um zu bestimmen, welche Zahlen signifikant sind, befolgen Sie die unten aufgeführten Regeln.

Jede Ziffer, die nicht Null ist, ist signifikant.
Nullen zwischen Ziffern ungleich Nullen sind signifikant.
Nullen links von der ersten Stelle ungleich Null sind nicht signifikant.
Zahlen, die einen Dezimalpunkt enthalten; Alle abschließenden Nullen zählen als signifikante Ziffern;
Zahlen, die keinen Dezimalpunkt enthalten; Alle abschließenden Nullen können signifikant sein oder auch nicht.

In der Abbildung unten sehen Sie Beispiele für die Verwendung dieser Regeln, damit Sie lernen können, wie Sie die Anzahl der signifikanten Stellen bestimmen.

Einfache Lösung für signifikante Zahlen

Sind Sie immer noch verwirrt von signifikanten Zahlen?

Versuchen Sie es mit wissenschaftlicher Schreibweise. Es wird Ihnen leichter fallen, Unsicherheiten an zwei wichtige Personen zu melden.

Signifikante Zahlen sind viel einfacher und weniger verwirrend, wenn Sie die wissenschaftliche Schreibweise verwenden, und sie wird Ihnen helfen, Fehler zu vermeiden.

Schauen Sie sich das folgende Beispiel an. Fluke Calibration verwendet in vielen seiner Kalibrierberichte eine wissenschaftliche Schreibweise.

Wie Sie sehen können, berichten sie nur über zwei signifikante Zahlen in wissenschaftlicher Schreibweise.

Es ist nicht der einfachste Weg, Ihren Kunden Informationen zur Verfügung zu stellen, aber es ist der einfachste Weg für Ihr Labor, die Anforderungen der ISO/IEC 17025 zu erfüllen.

Rundungsunsicherheit

Wenn Sie Unsicherheiten runden müssen, halten Sie es einfach und verwenden Sie die herkömmliche Rundung.

Trotz anderer Empfehlungen zum Aufrunden oder auf gerade Zahlen empfehle ich Ihnen, einfach die herkömmliche Rundung zu verwenden. Dies wird Ihnen helfen, Verwirrung im Labor zu reduzieren und sicherzustellen, dass alle konsistente Ergebnisse liefern.

Tatsächlich ist die konventionelle Rundung die vom GUM empfohlene Methode (JCGM 100:2008). Gemäß Abschnitt 7.2.6 heißt es im GUM;

"Bei der Berichterstattung über die endgültigen Ergebnisse kann es manchmal angebracht sein, Unsicherheiten aufzurunden, anstatt auf die nächste Stelle... Aber der gesunde Menschenverstand sollte sich durchsetzen..."

Befolgen Sie dazu einfach die Regeln für die herkömmliche Rundung;

Aufrunden, wenn eine Zahl größer oder gleich 5 ist,
Runden Sie ab, wenn eine Zahl kleiner als 5 ist.

Wenn Sie beispielsweise die oben genannten Regeln befolgen, runden Sie 10,5 mV auf 11 mV auf und 10,4 mV auf 10 mV ab.

Rund 10,5 mV bis 11 mV
Runden Sie 10,4 mV auf 10 mV herunter

PROFI-TIPP: Um das Runden und Melden von Unsicherheiten zu vereinfachen, verwenden Sie die wissenschaftliche Schreibweise.

Die Verwendung der wissenschaftlichen Schreibweise macht es Laboren leicht, Anforderungen zu erfüllen und Fehler zu minimieren. Die Berichterstattung über die Ergebnisse in wissenschaftlicher Schreibweise erschwert es Ihren Kunden jedoch, die Ergebnisse zu lesen und zu verstehen.

Aus eigener Erfahrung brauche ich länger, um Berichte zu bewerten, die wissenschaftliche Schreibweise verwenden. In der Regel muss ich das Ergebnis wieder in eine Zahl umwandeln und wieder umrechnen, um es an die Größe des Messergebnisses anzupassen.

Dies sind zusätzliche Schritte, die ich nicht gerne unternehme, um Ergebnisse zu bewerten. Es verschwendet Zeit und schadet der Benutzererfahrung. Daher verwende ich keine wissenschaftliche Schreibweise.

Beispiele für Unsicherheiten bei der Berichterstattung

Wenn Sie auf der Suche nach Ideen sind, um Unsicherheiten in Ihren Prüf- oder Kalibrierzertifikaten zu melden, lassen Sie sich von anderen Laborberichten inspirieren.

Es ist ein schneller und effizienter Weg, eine Lösung zu finden, die den Anforderungen entspricht. Befolgen Sie einfach diesen einfachen dreistufigen Prozess;

sich Prüf- und Kalibrierzertifikate von akkreditierten Laboratorien anzusehen,
Wählen Sie das Format, das Ihnen am besten gefällt, und
Implementieren Sie es in Ihren eigenen Zertifikaten.

So einfach ist das!

Auf diese Weise können Sie sicher sein, dass Sie Zertifikate ausstellen, die den Anforderungen entsprechen, ohne viel Zeit für Forschung und Design aufwenden zu müssen.

Um Ihnen Inspiration zu geben, habe ich einige Beispiele aus einigen der größten Markenlabore in den USA, die ich mit Ihnen teilen möchte.

Beispiel für einen Fluke-Bericht

Nachfolgend finden Sie einen Auszug aus einem von Fluke ausgestellten Kalibrierungsbericht. Beachten Sie, dass neben jedem Messergebnis eine Unsicherheit angegeben wird.

Darüber hinaus meldet Fluke die Messunsicherheit in der Regel in wissenschaftlicher Schreibweise.

In der Abbildung unten sehen Sie sich die Aussage an, mit der Fluke erläutert, wie Sie die gemeldeten Schätzungen der Messunsicherheit interpretieren sollten.

Beispiel für einen NIST-Bericht

Nachfolgend finden Sie einen Auszug aus einem Kalibrierungsbericht, der vom NIST herausgegeben wurde. Beachten Sie, dass neben jedem Messergebnis eine Unsicherheit angegeben wird.

Darüber hinaus meldet NIST die Messunsicherheit in der Regel in denselben Maßeinheiten wie die Messergebnisse.

Werfen Sie in der Abbildung unten einen Blick auf die Aussage, die NIST verwendet, um zu erklären, wie Sie die gemeldeten Schätzungen der Messunsicherheit interpretieren sollten.

Beispiel für einen Tektronix-Bericht

Nachfolgend finden Sie einen Auszug aus einem von Tektronix ausgestellten Kalibrierungsbericht. Beachten Sie, dass neben jedem Messergebnis eine Unsicherheit angegeben wird.

Darüber hinaus meldet Tektronix die Messunsicherheit in der Regel in denselben Maßeinheiten wie die Messergebnisse.

Werfen Sie in der Abbildung unten einen Blick auf die Aussage, die Tektronix verwendet, um zu erklären, wie Sie die gemeldeten Schätzungen der Messunsicherheit interpretieren sollten.

Beispiel für einen Keysight-Bericht

Nachfolgend finden Sie einen Auszug aus einem von Keysight herausgegebenen Kalibrierungsbericht. Beachten Sie, dass neben jedem Messergebnis eine Unsicherheit angegeben wird.

Darüber hinaus meldet Keysight die Messunsicherheit in der Regel in denselben Maßeinheiten wie die Messergebnisse.

In der folgenden Abbildung sehen Sie sich die Aussage an, mit der Keysight erläutert, wie Sie die gemeldeten Schätzungen der Messunsicherheit interpretieren sollten.

Beispiel für einen Mitutoyo-Bericht

Nachfolgend finden Sie einen Auszug aus einem Kalibrierungsbericht, der von Mitutoyo ausgestellt wurde. Beachten Sie, dass sie nicht neben jedem Messergebnis eine Unsicherheit angeben. Sie listen es separat auf.

Darüber hinaus meldet Mitutoyo die Messunsicherheit in der Regel in denselben Maßeinheiten wie die Messergebnisse.

Werfen Sie schließlich einen Blick auf die Aussage, die Mitutoyo verwendet, um zu erklären, wie Sie die gemeldeten Schätzungen der Messunsicherheit interpretieren sollten.

Abschluss

Die Angabe von Messunsicherheiten in Ihren Prüf- oder Kalibrierzertifikaten kann eine Herausforderung sein. Für die Akkreditierung nach ISO/IEC 17025 gibt es viele Regeln zu beachten.

In diesem Leitfaden sollten Sie gelernt haben;

Die Anforderungen an die Berichterstattung über Unsicherheiten,
Der 6-stufige Prozess zur Meldung von Unsicherheiten,
Was sind signifikante Zahlen,
Wie man Unsicherheiten umrundet und
Wie Sie Unsicherheiten in Ihren Zertifikaten darstellen können.

Insgesamt haben wir viele Informationen abgedeckt, die Ihnen helfen sollen, Messunsicherheiten einfach zu melden und die Anforderungen von ISO/IEC 17025 zu erfüllen.

Wenn Ihre Zertifikate diese Anforderungen derzeit nicht erfüllen, probieren Sie diesen Prozess aus und lassen Sie es mich wissen, wenn Sie Fragen haben.

Fühlen Sie sich auch frei, unten einen Kommentar zu hinterlassen, in dem Sie uns mitteilen, wie Sie Unsicherheiten melden.