不確かさ (測定)
標準不確かさなどを、その物理量の測定値の絶対値で割った数値。つまりある物理量の測定値を x とし、その測定値 x の不確かさを u (x ) とすると、相対不確かさは以下のように定義される。 u ( x ) | x | {\displaystyle {\frac {u(x)}{|x|}}}
パーセント表示の場合は、 u ( x ) | x | × 100 [ % ] {\displaystyle {\frac {u(x)}{|x|}}\times 100~~[\%]}
である。
相対不確かさに換算することで、単位(cm や kg などのこと)が無次元化されるので、異なる物理量同士の不確かさの大きさを比較するときなどに相対不確かさが用いられることがある。
不確かさの概念は、真値(英: true value)を用いない測定値の評価方法を確立する必要性や、ガウス分布を前提としない評価方法を確立する必要性などの理由から生じたとされる。測定には必ず測定誤差があり、真値を知ることは実際には不可能であるため、精度や誤差を用いた測定の解析方法はその意味が曖昧であった。そこで、ガウス分布などの分布形状を前提とせずに、測定値など実験的に得られる量と、その実験的に得られる量から厳密に計算できる量のみ(たとえば測定値の平均値や標準偏差など)に立脚した概念として、従来の精度や誤差に代わり、新たに不確かさが定義された。測定の不確かさは、「絶対的な真値は知ることが出来ない」という測定量の知識についての不完全さを反映している。
また、1960年ごろには、精密測定の分野ではガウス分布を前提とした各種の統計解析で測定評価をすることに疑問が高まり、そのこともあって、従来の誤差解析に代わる新しい理論が模索されることになり、標準偏差はガウス分布を前提とせずとも使用できる統計量でもあるので、これら精密測定の分野などでは標準偏差を中心に評価をすることになっていった。
不確かさ解析における諸概念は、従来の誤差解析に依存せず独立に定義されている。したがって、不確かさ解析における「不確かさ」の定義は、誤差解析における「真値」や「誤差」などの概念を前提としない。
不確かさ解析は誤差解析とは用語・手法において独立しているが、誤差解析における概念と対応するように用語が再定義されている。たとえば誤差解析の「誤差の標準偏差」に対応するものとして、不確かさ解析では「不確かさ」が対応しており、計算方法も、ほぼ同じである。
特に、なんらかの定義値として、測定における基準値が定義されている場合には、その基準値を真値と見なした場合には、「誤差の標準偏差」と「標準不確かさ」との両者は、同一の意味を持つ。
したがって、実質的には、従来の誤差解析と同様の計算手法が、不確かさ解析でも利用できる。
真値の概念を用いない測定の解析方法を不確かさ解析(英: uncertainty approach, uncertainty analysis)と呼ぶ。いっぽう、真値と誤差を中心とした解析方法を誤差解析(英: error approach, error analysis)と呼ぶ。測定分野では不確かさ解析が好んで用いられる。