不確かさ (測定)
とはいえ、一般の利用者においては、そこまで厳密に気にする必要はなく、たとえば不確かさ解析の結果についてであっても「95%の信頼区間」と言われれば、一般の利用者は誤差解析における理論のように解釈してよく、たとえば「95%の確率で、表示された区間内に真値が存在しているんだな。」というふうに、信頼区間内には、その表示された確率(この例の場合は95%)で「真値」があるだろうと利用者が思っても、さしつかえは無い。「信頼区間」という誤差解析の用語を、「不確かさ解析」の側で流用している以上は、不確かさ解析での「信頼区間」という用語の目指す内容は、もともとの誤差解析での「信頼区間」という用語の目指す内容と同じである。
不確かさ解析で、包含係数を k = 2 とした場合、信頼区間は 95 % であり、k = 3 では信頼区間は 99 % である。不確かさ解析で、包含係数はしばしば k = 2 に設定されそのとき信頼区間は 95 % になるが、場合によっては k = 2 より大きな値が用いられる。
拡張不確かさを求める計算の順序は、一般に、まず標準不確かさから合成標準不確かさを求めたあとに、最後に、合成不確かさから拡張不確かさを求める計算を行う。包含係数 k の値は利用者の用途ごとに変わりうるので、そのような利用者の用途に依存する計算を他の計算と分離させるため、最後にまとめて計算するのである。
計量行政では、測定値の「不確かさ」を測定値から算出することで、その測定に、信頼性が持たれる。そして、不確かさの計算に必要な数値の算出方法の履歴を保証することが、計量行政でのトレーサビリティ制度の根幹である(英語の traceability は「追跡 (trace) 可能性 」という意味である)。
不確かさの算出には、必ず履歴の保証された数値が必要になる。履歴の保証されていない測定器には、そもそも不確かさの値が付かない。ある測定器(仮に A とする)に不確かさを付けるには、計量行政から信頼性の保証された保証書付きの上位の測定器(仮に B とする)を用いて、測定器 A と測定器 B とで同じ物理量を測定するなどの相互比較の測定などで測定器 A を校正することで、はじめて下位の測定器 A に不確かさが付く。
このため算出方法には、算出方法の履歴が必要である。また、校正には校正方法の履歴が必要である。企業の工場などにおける測定値の「不確かさ」の測定では、企業秘密などのため非公開の部分もあるだろうが、計量行政の当局が全く算出方法を確認できない場合には履歴を追跡できないため、行政当局が履歴を確認できない量を不確かさの算出には用いてはいけない。そもそも ISO 国際規格そのものが、品質管理の要求の一環として書類の保存を求めており、その書類保存の品質管理要求は測定データの書類にも適用される。
また、外部非公開の測定値なども、履歴の追跡可能性(トレーサビリティ)を確保するために、測定データの保存が必要である。
標準偏差 σ を用いた不確かさの評価。慣例的に小文字の u を用いて表記する。多くの場合、標準不確かさは標本標準偏差に等しいものとして定義される。 u = σ . {\displaystyle u=\sigma \,.}
直接的に測定するのが困難な物理量の測定をする際に、他の物理量から間接的に理論式や実験式を用いて算出することはトレーサビリティ制度でも可能だが、このように理論式や実験式を用いる場合は必ず、あらかじめ式そのものを実験によって校正しておく必要がある。理論式や実験式の校正を行うために、より信頼性の高い測定器などで同じ物理量を測定する比較測定の方法などで、式と測定値とのズレを実験的に測定する必要がある。つまり、たとえ実験式を用いる場合でも、実験式の信頼性すらも実験的に更に測定し校正しなければならない。
式の校正には、簡便な方法として比例係数を補正のための補正係数として用いて、その補正係数を実験値によって決定する方法が、よく式の校正に用いられる(比例係数の大きさが 1 に近しいほど、良い式および良い測定器が用いられているとする)。なお、実験により不確かさの値を決定したり、実験に基づき式の補正係数や補正量などを決定することを、「値付け」(あたいづけ、英: determine)と言う。
測定器の校正では一般に、基準器(たとえば国家標準器や認定機関の標準器)の示す値と、校正したい測定器(DUT、device under test)の指し示す値との差である器差をもとめ、それをグラフにした校正曲線をもとめるという計算の手順があり、この一連の器差関連の手順が「値付け」の際に行われる。または慣習的に、校正に伴う器差関連の計算のことを「値付け」とも業界では呼んでいる。
不確かさ(ふたしかさ、英: Uncertainty)とは、計測値のばらつきの程度を数値で定量的に表した尺度である。不確かさは通常、0 以上の非負の有効数字で表現され、不確かさの絶対値が大きいほど、測定結果として予想されるばらつきの程度も大きい。測定に不確かさを添付する場合には、それぞれの測定量または測定器などに、その測定の不確かさが添付される。「不確かさ」のかわりに、「相対不確かさ」という、不確かさを測定した値で割った量が用いられる場合もある。すべての測定は、不確かさの対象となる。