Comment démarrer chaque analyse d'incertitude

 

Introduction

Chaque fois que vous commencez une analyse d’incertitude, vous devez créer un plan avant de commencer à estimer l’incertitude.

J'appelle ce processus « spécifier votre fonction de mesure ». Il s'agit de la première étape de mon guide « 7 étapes pour estimer l'incertitude de mesure » . Cependant, il s'agit simplement de créer un plan pour votre analyse d'incertitude.

L'objectif de ce processus est de vous aider à vous concentrer sur l'estimation de l'incertitude pour une fonction de mesure et une plage de mesure à la fois. Au final, cela vous permettra de gagner du temps et d'éviter les erreurs.

Lorsque vous savez où concentrer votre attention, il est plus facile de commencer à estimer l’incertitude et de terminer le processus.

Comme pour d'autres activités de laboratoire, un test ou un étalonnage nécessite une procédure. Cependant, il est essentiel de connaître la procédure à suivre. En décrivant clairement ce que vous testez ou étalonnez, le processus devient beaucoup plus simple.

 

Analyse d'incertitude : créer un plan

Chaque fois que vous effectuez une analyse d’incertitude, vous devez créer un plan en effectuant les étapes suivantes ;

1. Sélectionnez la fonction de mesure,
2. Sélectionnez la plage de mesure,
3. Sélectionnez les points de test,
4. Sélectionnez la méthode,
5. Sélectionnez l'équipement et
6. Trouvez l'équation ou la formule mathématique.

Dans les sections ci-dessous, vous apprendrez comment effectuer chacune de ces étapes plus en détail.

 

1. Sélectionnez la fonction de mesure

La première chose que vous devez faire lorsque vous commencez à estimer l’incertitude est d’identifier ce que vous faites.

Vous devez donc spécifier votre fonction de mesure.

Demandez-vous simplement : « Qu’est-ce que je fais ? »

Pensez au processus que vous mettez en œuvre et aux résultats que vous allez enregistrer. Comment les décririez-vous ?

Par exemple, peut-être que vous l'êtes ;

• Mesure de la tension continue avec un multimètre numérique,
• Génération de tension continue avec un calibrateur multifonction,
• Mesurer la température avec un thermomètre,
• Mesure de fréquence avec un compteur,
• Calibrage des pipettes avec une balance de précision,

Votre laboratoire peut réaliser de nombreuses activités différentes. Il vous suffit de décrire brièvement ce que vous faites.

Ensuite, vous résumerez le processus en quelques mots. En vous appuyant sur la liste ci-dessus, vous pourriez utiliser des noms courants comme :

• Mesure de tension continue,
• Génération de tension continue,
• Mesure de la température,
• Mesure de fréquence,
• Mesure de volume

Vous pouvez également décrire ce que vous testez ou étalonnez. Par exemple, vous pouvez spécifier votre fonction de mesure comme suit :

• Balance,
• Pipettes,
• Thermomètres PRT,
• Cales de calibrage,
• Débitmètres

Pour vous inspirer, vous devriez consulter les domaines d'accréditation d'autres laboratoires pour voir comment ils nomment les fonctions de mesure.

Cela garantira que vous utilisez des noms et des descriptions de fonctions qui ont été approuvés par votre organisme d’accréditation.

Un autre bon conseil serait d’utiliser des noms et des descriptions que vos clients reconnaîtront.

Votre portée d'accréditation est un document publicitaire. Il fournit à vos clients des informations sur les capacités de votre laboratoire. Assurez-vous qu'ils comprennent les activités de votre laboratoire et comment il peut répondre à leurs exigences.

Par conséquent, commencez chaque analyse d’incertitude en créant un plan et en spécifiant votre fonction de mesure afin de savoir où concentrer votre attention.

 

2. Sélectionnez la plage de mesure

La prochaine chose que vous souhaitez faire est de sélectionner votre plage de mesure.

Cela vous aidera à déterminer la plage de valeurs que votre analyse d’incertitude couvrira afin que votre concentration soit maintenue entre ces deux valeurs.

Il s’agit de fixer des limites.

Par exemple, vos fonctions de mesure pourraient avoir l’une des plages suivantes :

• (0 à 100) V,
• (0 à 250) °C,
• (1 à 100) Hz,
• (100 à 1 000) µL,
• (0,1 à 1) dans

Si vous avez du mal à déterminer la plage de mesure, consultez les spécifications du fabricant de l'équipement. Vous devriez pouvoir trouver cette information dans les manuels et les fiches techniques du fabricant.

En règle générale, les fiches techniques répertorient toutes les plages de capacité de mesure de l'équipement.

Pour déterminer la plage de mesure de l'équipement ;

1. Trouver la plus petite valeur de la plage,
2. Trouvez la plus grande valeur de la plage, et
3. Liste de la gamme de la plus petite à la plus grande.

Regardez l'image ci-dessus, vous devriez être en mesure d'identifier les plages suivantes ;

• (0 à 200) mV
• (0 à 2) V
• (0 à 20) V
• (0 à 200) V
• (0 à 1000) V

Vous pouvez également lister les plages de mesure de la même manière qu’elles seront présentées dans votre champ d’accréditation ;

• (0 à 200) mV
• (0,2 à 2) V
• (2 à 20) V
• (20 à 200) V
• (200 à 1000) V

Dans cet exemple, vous répertoriez vos plages de mesure où elles sont généralement utilisées et passez à la plage suivante.

L’essentiel est de s’assurer que vous couvrez la capacité de mesure de votre système.

Cependant, faites preuve de bon sens lorsque vous indiquez votre plage de mesure. L'incertitude de mesure estimée peut ne pas refléter fidèlement la capacité de mesure de l'équipement en dessous de 5 % de la plage.

Par exemple, votre équipement de mesure peut ne pas fonctionner correctement à 0,1 % de la plage de mesure par rapport à 100 % de la plage.

En règle générale, il est recommandé d'utiliser l'équipement de mesure entre 10 % ou 20 % et 100 % de la plage de mesure. Par conséquent, il peut être déconseillé d'utiliser l'équipement à 1 % ou moins de la plage de mesure.

Assurez-vous de lire les spécifications et les instructions du fabricant.

 

3. Sélectionnez les points de test

Maintenant que vous avez identifié votre fonction et votre plage de mesure, il est temps de sélectionner les points de test que vous utiliserez pour estimer l’incertitude de mesure.

Sélectionner des points de test pour estimer l’incertitude de mesure ;

1. Sélectionnez un point de test à l'extrémité inférieure de la plage,
2. Sélectionnez un point de test à l'extrémité supérieure de la plage et
3. Si nécessaire, sélectionnez un point de test au milieu de la plage.

Au minimum, vous devrez sélectionner deux points de test, un bas et un haut.

Il est assez courant de sélectionner des points de test à 10 % et 100 % de la plage ou à 20 % et 100 % de la plage.

La meilleure pratique consiste à sélectionner les points de test où votre équipement est étalonné. Consultez vos rapports d'étalonnage et identifiez deux points par plage (un point bas et un point haut).

Si votre équipement n'est pas étalonné en deux points par plage de mesure, vous devrez peut-être estimer l'incertitude aux points de croisement, c'est-à-dire lorsqu'une plage de mesure chevauche la suivante.

Par exemple, un multimètre numérique possède cinq plages de mesure (par exemple 0,1 V, 1 V, 10 V, 100 V et 1 000 V) et n'est étalonné qu'à un seul point par plage.

Dans cette situation, il est préférable d’estimer l’incertitude à chaque point d’étalonnage et d’utiliser les données de la plage précédente pour calculer les équations d’incertitude CMC.

Pour estimer l'incertitude sur la plage de 10 V, vous utiliserez l'incertitude à 10 V et à 1 V pour développer une équation d'incertitude CMC. Cela vous permettra d'estimer l'incertitude en deux points de la plage de mesure en utilisant des points de test croisés ou superposés.

 

4. Sélectionnez la méthode ou la procédure

Pour estimer l’incertitude de mesure d’un processus de test ou d’étalonnage, vous devez connaître le processus.

Vous devez donc sélectionner la méthode ou la procédure qui sera utilisée pour exécuter le processus.

Avec cette méthode, vous pouvez revoir le processus pour trouver des sources d’incertitude à partir du ;

• Liste des équipements recommandés,
• Conditions environnementales recommandées,
• Étapes du processus,
• Équations utilisées pour obtenir des résultats, et/ou
• Notes de précaution pour éviter les erreurs.

La lecture de la méthode d’essai ou de la procédure d’étalonnage peut être très bénéfique pour votre analyse d’incertitude et vous aider à éviter les erreurs dans votre estimation.

 

5. Sélectionnez l'équipement de test

Vous devez sélectionner votre équipement de test avant de commencer une analyse d'incertitude. Cela vous permettra de choisir le bon équipement pour estimer correctement l'incertitude de mesure .

C’est une bonne idée de sélectionner votre meilleur équipement ou l’équipement que vous utiliseriez habituellement.

La sélection d’équipements de qualité inférieure ou de qualité inférieure peut affecter considérablement les résultats de votre analyse d’incertitude.

Si votre objectif est de signaler moins d’incertitude et que vous mesurez la tension continue, la sélection d’un multimètre Keysight 3458A peut être un meilleur choix qu’un multimètre 34401A.

Si vous mesurez une longueur et avez des objectifs similaires, choisir une cale étalon de grade 1 peut être un meilleur choix qu'une cale étalon de grade 3.

Assurez-vous donc de choisir le bon équipement de test pour votre analyse d’incertitude.

 

6. Trouvez l'équation ou la formule mathématique

Une autre tâche que vous devez effectuer est de trouver l’équation mathématique ou la formule qui représente votre processus de mesure.

C'est une étape souvent négligée lors de l'estimation de l'incertitude. Pourtant, l'utilisation de l'équation mathématique peut s'avérer très utile.

Lorsque cela est possible, je vous recommande d’utiliser l’équation mathématique pour estimer l’incertitude de mesure.

Les équations mathématiques sont comme une carte. Elles peuvent ;

• Vous donner des sources d'incertitude,
• Réduisez le temps que vous consacrez à la recherche,
• Vous aider à calculer les coefficients de sensibilité et
• Assurez-vous d’estimer correctement l’incertitude.

Avec une équation, vous devriez être en mesure de trouver quels composants contribuent à l’incertitude de mesure et de déterminer comment chaque variable contribue à l’incertitude du résultat du test ou de la mesure.

De plus, vous pouvez utiliser l'équation pour effectuer des simulations et calculer des coefficients de sensibilité .

Je vous recommande fortement d’utiliser des équations lorsqu’elles sont disponibles.

Par exemple, si vous estimez l’incertitude d’un testeur de poids mort, vous pouvez utiliser l’équation mathématique ci-dessous.

Comme vous pouvez le constater, cette équation comporte de nombreuses variables. Cependant, en quantifiant l'incertitude de chaque variable, vous pouvez estimer l'incertitude de la pression calculée.

De plus, vous n’avez pas à vous soucier (autant) de sous-estimer l’incertitude, car vous avez pris en compte toutes les sources d’incertitude incluses dans l’équation.

Assurez-vous donc de consacrer du temps à trouver et à utiliser l’équation mathématique (si disponible).

 

Informations nécessaires à l'analyse des incertitudes

Après avoir établi ce pour quoi vous allez estimer l’incertitude, vous devez vous préparer à commencer une nouvelle analyse d’incertitude.

Avant de commencer, vous devez collecter des informations et des données qui vous aideront à estimer l’incertitude de mesure.

Je vous recommande de rassembler les éléments suivants énumérés ci-dessous ;

• 3 derniers rapports d'étalonnage,
• Résultats des tests de répétabilité et de reproductibilité ,
• Méthode d'essai ou procédure d'étalonnage,
• Manuels et fiches techniques des équipements.

Cela ne devrait pas être une tâche difficile. Vous devriez avoir tous ces éléments à portée de main, sans avoir à effectuer de recherches, voire aucune.

Le but de cette tâche est de vous donner un processus qui vous aidera à vous préparer à estimer l’incertitude de mesure.

 

Exemple d'analyse d'incertitude

Au lieu de terminer ce guide ici, je souhaite vous donner quelques exemples de ce processus afin que vous puissiez voir comment le mettre en œuvre lorsque vous effectuez une analyse d’incertitude.

 

Mesure de tension continue avec un Fluke 8508A

Pour cet exemple, imaginez que vous souhaitez estimer l’incertitude de votre multimètre numérique Fluke 8508A.

Pour décrire votre analyse d’incertitude, vous devez :

1. Identifier la fonction de mesure,
2. Identifier la plage de mesure,
3. Identifier les points de test,
4. Identifier la méthode,
5. Identifier l'équipement,
6. Enregistrez vos résultats

 

1. Identifier la fonction de mesure

Quelle fonction de mesure du multimètre allez-vous utiliser ?

De plus, vous devrez savoir si vous recherchez des sources d’approvisionnement, si vous générez ou si vous mesurez.

Dans cet exemple, vous mesurerez une tension continue. Par conséquent, votre fonction de mesure s'intitulera : Mesure de tension continue .

 

2. Identifier la plage de mesure

Quelle plage de mesure souhaitez-vous évaluer ?

Même si vous souhaitez estimer l’incertitude de chaque plage, vous ne devez en choisir qu’une à la fois.

Pour cet exemple, choisissons la plage 200 mV.

Pour spécifier la plage de mesure du début à la fin, identifiez les points les plus bas et les plus hauts de la plage.

Voici quelques exemples que vous pouvez utiliser :

• Jusqu'à 200 mV
• 1 mV à 200 mV
• 0,000001 mV à 200 mV

Soyez toutefois réaliste. Indiquez la plage de mesure que vous comptez réellement utiliser.

 

3. Identifier les points de test

Quels points de test utiliserez-vous pour estimer l’incertitude ?

Choisissez au minimum deux points de test sur la plage. Je recommande un point bas et un point haut.

Consultez vos rapports d'étalonnage. Je vous recommande d'utiliser des points de test contenant des résultats d'étalonnage. Il sera beaucoup plus facile d'estimer l'incertitude à ces points.

Dans cet exemple, le multimètre est étalonné uniquement à 100 mV. Par conséquent, j'estimerais l'incertitude à 0 mV et 100 mV.

Sinon, je vous recommande de choisir des points de test proches de 10 % de la plage et de 100 % de la plage.

Pour la plage suivante (c'est-à-dire 2 V), j'utiliserais votre incertitude à 100 mV pour le point de test bas et j'estimerais l'incertitude à 1 V pour votre point de test haut.

 

4. Identifier la méthode

Quelle méthode utilisez-vous pour mesurer la tension continue ?

Sélectionnez la méthode qui représente le mieux votre charge de travail ou vos activités de laboratoire typiques.

Pour cet exemple, la procédure d'étalonnage du fabricant a été choisie pour mesurer la tension continue à partir d'un calibrateur multifonction.

 

5. Identifier l'équipement

Quel équipement utiliserez-vous ?

Sélectionnez l’équipement qui fournira votre meilleure capacité de mesure ou votre capacité de mesure la plus courante.

Je vous recommande de sélectionner l’équipement qui fournira votre meilleure capacité de mesure, car vous ne pouvez pas signaler une incertitude inférieure à celle annoncée dans votre portée d’accréditation.

Pour cet exemple, un multimètre Fluke 8508A a été sélectionné car il offre la meilleure capacité de mesure pour notre laboratoire hypothétique.

De plus, j'ai sélectionné un calibrateur multifonction pour servir d'unité de test, car il contribuera à réduire les incertitudes en matière de répétabilité et de reproductibilité.

Si j'avais choisi d'utiliser une alimentation électrique comme UUT, les résultats des tests de répétabilité et de reproductibilité auraient été beaucoup plus importants, ce qui aurait conduit à une estimation d'incertitude plus importante.

Assurez-vous donc de sélectionner des équipements (par exemple, STD et UUT) dotés des meilleures capacités de mesure. Cela permettra de réduire les incertitudes.

 

6. Enregistrement de vos résultats

Maintenant que vous avez terminé les cinq étapes précédentes, vous pouvez enregistrer les résultats dans vos budgets d’incertitude.

Je vous recommande de lister les informations suivantes :

1. Fonction de mesure,
2. Description de l'équipement ou du système,
3. Numéros d'identification ou de série de l'équipement,
4. Plage de mesure et
5. Point de test

Regardez l'image ci-dessous pour voir un exemple. C'est ainsi que je présente les informations dans chaque budget d'incertitude que je crée.

Cela vous donne un excellent aperçu de votre analyse d’incertitude.

L’utilisation de ce format fournit toutes les informations importantes dont vous ou votre évaluateur avez besoin pour comprendre quelle section de votre champ d’accréditation est liée à ce budget d’incertitude.

De plus, cela vous aidera à garder votre concentration et votre attention sur une analyse à la fois.

 

Autres exemples d'analyse d'incertitude

Voici quelques exemples supplémentaires de spécification de votre fonction de mesure et de description de votre analyse d’incertitude.

 

Cales de mesure de longueur / étalons

 

Longueur / CMM

 

Mesure de pression

 

Mesure de la température

 

Mesure de force

 

Mesure de volume / Pipettes

 

Masse / Échelles

 

Mesure du couple

 

Mesure de l'humidité

 

Mesure du débit

 

Cannabinoïdes

 

Génération de tension alternative

 

Mesure de tension continue

Comme vous pouvez le constater, le format de présentation de chaque analyse d'incertitude est assez cohérent. Il contient les informations suivantes (par ordre) :

1. Fonction/paramètre de mesure,
2. Description de l'équipement ou du système,
3. Plage de mesure et
4. Point de test ou valeur nominale

Par conséquent, je vous recommande d’utiliser un format similaire lorsque vous décrivez vos analyses d’incertitude.

 

Conclusion

Décrivez chaque analyse d'incertitude lorsque vous commencez à l'estimer. Cela vous aidera à concentrer votre analyse sur la fonction, le système et les données appropriés. De plus, cela vous évitera de commettre des erreurs.

Lorsque vous identifiez les éléments clés de votre analyse d’incertitude, cela vous aidera à réduire votre champ de travail et à éliminer les informations et les données qui ne sont pas pertinentes.

Un autre avantage de décrire votre analyse est qu'elle vous permettra, ainsi qu'à d'autres (par exemple, les évaluateurs), de comprendre quelle fonction de mesure est associée à chaque budget d'incertitude. De plus, cela facilitera l'organisation de vos budgets par rapport à votre périmètre d'accréditation.

Décrire votre analyse et spécifier une fonction de mesure peut ne pas avoir de sens pour vous aujourd’hui, mais cela sera utile lorsque vous examinerez vos budgets d’incertitude dans un an ou deux.

Que vous mettiez à jour vos budgets ou que vous essayiez de répondre à la question d’un évaluateur sur vos résultats, vous serez heureux d’avoir décrit votre analyse d’incertitude.

Assurez-vous donc de commencer chaque analyse d'incertitude par un aperçu de votre fonction de mesure. Vous ne le regretterez pas.