Calibration Uncertainty cho người mới bắt đầu

Giới thiệu

Nếu bạn không biết measurement uncertainty, đừng thực hiện phép đo! Đây là một khái niệm cơ bản trong mọi phép đo hay hiệu chuẩn. Bài viết này dành cho những người chịu trách nhiệm lập kế hoạch và thực hiện các phép đo thực tế trong công nghiệp, nhưng không phải là nhà toán học hay chuyên gia đo lường.

Measurement Uncertainty là gì?

Uncertainty (độ không đảm bảo đo) là “sự nghi ngờ” trong phép đo, cho chúng ta biết phép đo tốt đến mức nào. Mọi phép đo đều có một mức độ “nghi ngờ” nhất định và chúng ta cần biết điều đó để quyết định xem phép đo có đủ tốt để sử dụng hay không. Điều quan trọng cần nhớ là error (sai số) không giống với uncertainty.

Ví dụ kinh điển: Đoạn dây

Hãy tưởng tượng đưa cùng một đoạn dây cho ba người khác nhau và yêu cầu họ đo chiều dài:

• Người thứ nhất: dùng thước nhựa 10 cm, đo một lần → khoảng 60 cm.
• Người thứ hai: dùng thước dây 3 mét, đo vài lần → 70 cm.
• Người thứ ba: dùng thước dây chính xác, đo nhiều lần, tính average và standard deviation → 67,5 cm ± 0,5 cm.

Ví dụ cho thấy: công cụ đo, phương pháp và người thực hiện đều ảnh hưởng đến kết quả.

Các thành phần của Uncertainty

Standard Deviation (độ lệch chuẩn): Một thành phần quan trọng. Thực hành đơn giản nhưng hữu ích là lặp lại phép đo nhiều lần (tối đa 10 lần) để tìm ra average và standard deviation. Loại này gọi là A-type uncertainty.

Reference Standard (Calibrator): Một trong những nguồn uncertainty lớn nhất. Cần hiệu chuẩn định kỳ reference standard tại phòng thí nghiệm có năng lực phù hợp và theo dõi độ ổn định của nó.

Các nguồn khác: Bao gồm Device Under Test (DUT), phương pháp/quy trình, điều kiện môi trường, người thực hiện và các thành phần bổ sung tùy thuộc vào đại lượng được đo. Đây là các B-type uncertainty.

Đạt hay Không đạt? (Pass or Fail)

Khi so sánh kết quả hiệu chuẩn với tolerance limits, cần tính đến uncertainty. Nếu kết quả nằm trong tolerance sau khi đã tính uncertainty thì thiết bị đạt (pass). Ngược lại, nếu nằm ngoài thì không đạt (fail). Có vùng “grey area” khi kết quả gần với giới hạn — đây là lúc cần xem xét kỹ lưỡng.

TUR/TAR Ratio

Test Uncertainty Ratio (TUR) hoặc Test Accuracy Ratio (TAR) là tỷ lệ giữa tolerance của thiết bị được hiệu chuẩn và uncertainty của thiết bị chuẩn. TUR tối thiểu thường là 4:1, nghĩa là thiết bị chuẩn phải chính xác hơn ít nhất 4 lần so với thiết bị được hiệu chuẩn.

Kết luận

Hiểu và tính toán uncertainty là kỹ năng thiết yếu trong hiệu chuẩn. Hãy luôn nhớ: không chỉ đo một lần, hãy hiểu độ lệch chuẩn của quy trình, sử dụng reference standard có traceability phù hợp, và luôn xem xét uncertainty khi đưa ra quyết định pass/fail.

Bài viết được dịch và biên soạn từ bài gốc: “Calibration uncertainty for dummies” trên blog của Beamex.