15. NEGOTOVOST HIDROMETRIČNIH MERITEV IN ANALIZ

Negotovost določanja neke količine je ocena, ki označuje obseg vrednosti, znotraj katerih se nahaja prava vrednost merjene veličine. Negotovost meritve je odvisna od ločljivosti in natančnosti merilnega inštrumenta ter postopka, s katerim je bila meritev izvedena. Pri tem so zelo pomembni standardi kakovosti zasnovani na ISO 9000, za hidrometrične meritve pa še posebej standard ISO 772, ki vsebuje terminološki pojmovnik za izvajanje meritev.

Negotovost meritve je odvisna od ločljivosti, ki je pogojena s sposobnostjo inštrumenta, da loči sosednje bližnje vrednosti merjene količine. Ločljivost je odvisna od konstrukcije inštrumenta in jo pri obstoječih inštrumentih ni mogoče povečeti brez konstrukcijskih sprememb. Natančnost pomeni ujemanje rezultatov, dobljenih z večkratnim ponavljanjem eksperimentalnih poizkusov pod predpisanimi pogoji. Natančnost je odvisna od lastnosti pojava, ki ga merimo in postopka po katerem opravimo meritev. Meritev valujoče gladine vode je odvisna od dinamike pojava in sposobnosti inštrumenta, da v kratkih časovnih korakih izmeri spremembo merjene količine.

Pogrešek pri meritvah oziroma izračunu neke fizikalne količine definiramo kot razliko med pravo ali dejansko (točno) vrednostjo in z meritvami ali izračunom določeno vrednostjo. Prava vrednost je neznanka, tako da velikost pogreška določamo na osnovi statistične analize podatkov in ga opredelimo z negotovostjo. Analizo negotovosti izvajamo z večkratnim ponavljanjem eksperimenta pri enakih pogojih ali z oceno vpliva posameznih dejavnikov na točnost rezultata.

Pogreški meritve so (slika 15.1):

1. nepravi pogrešek,
2. naključni pogrešek,
sistematični pogrešek.

Slika 15.1. Pogreški meritve.

Nepravi pogrešek se pojavlja kot enkraten primer, kot je nepravilno zapisovanje ene ali več pomembnih številk ali nepravilno delovanje naprave. Vzroki za pojav takega pogreška so na primer pokvarjen instrument, izmišljene vrednosti v zapisu opazovalca ali napaka v odčitku za decimalno mesto (lahko popravimo). To je pogrešek, ki razveljavlja meritev oziroma povzroča neveljavnost meritev. Odstopanja so izredno velika in opazna tudi brez posebno natančne analize. Tako velika odstopanja ne moremo vključiti v statistično analizo, ker bi se meje negotovosti podatka izredno povečale. Podatke s takim pogreškom izločamo.

Naključni pogrešek je sestavni del merilnega pogreška, ki se nepredvideno spreminja med številnimi meritvami iste merjene veličine (ISO 772). Naključni pogrešek je posledica lastnosti opreme in postopka, po katerem izvajamo meritev. Predpostavka je, da se podatki razsipajo okoli srednje vrednosti v skladu z Gauss-Laplacejevo normalno verjetnostno razporeditvijo, ki nam omogoča določanje variance in na osnovi nje tudi negotovosti. Naključnega pogreška ni mogoče popraviti, ker je opredeljen z lastnostjo merilnega instrumenta in postopka meritve. S spremembo postopka ali drugačno vrsto instrumenta lahko dosežemo zmanjšanje negotovosti.

Sistematični pogrešek je sestavni del merilnega pogreška, ki je stalen ali pa se predvideno spreminja med številnimi meritvami iste merjene veličine. Sistematični pogrešek in njegove posledice so lahko znane. Sistematični pogrešek je pogrešek, ki ga ne moremo analizirati in izločiti s ponavljanjem meritev, dokler ne spremenimo opreme, pogojev meritev ali postopka. Po ugotovitvi sistematičnega pogreška moramo popraviti povprečno vrednost meritve. Na primer: napačno postavljena igla na trikotnem prelivu, neumerjeno hidrometrično krilo itd.

Osnovni pogrešek zajema naključni ali sistematični pogrešek, povezan z enim virom ali procesom v verigi virov ali procesov (International organisation for standardization, 1996).