Ziel dieses Artikels ist es zu bewerten, in welchem Maße der wahre Wert einer Kenngröße gemessen werden kann. Um diese Frage zu beantworten, müssen zwei Kriterien berücksichtigt werden: die intrinsischen Eigenschaften des Instruments und der Messprozess.
Genauigkeit des Messprozesses
Der Messprozess ist durch seine Genauigkeit definiert – also durch die kleinste Änderung im Wert einer Kenngröße, die als stabil und wohldefiniert angenommen wird und von diesem Prozess reproduzierbar detektiert werden kann.
Diese Genauigkeit hängt demnach ab von:
- dem Messgerät selbst hinsichtlich seiner Qualität, Komplexität und Beschaffenheit sowie
- den Einsatzbedingungen, einschließlich der Fachkompetenz, Fertigkeit und Aufmerksamkeit der anwendenden Person.
Bezüglich der auf das Messgerät bezogenen Genauigkeit umfasst diese zwei Faktoren:
- die Auflösung des Geräts, d. h. den kleinsten auf dem Display erkennbaren Wertunterschied,
- seine Fähigkeit, bei aufeinanderfolgenden Einzelmessungen desselben Merkmals unter denselben Bedingungen denselben Wert (= Fidelity) oder sehr ähnliche Werte zu liefern.
Die Genauigkeit eines Messgeräts wird bisweilen in der Bedienungsanleitung angegeben. Diese Genauigkeit entspricht derjenigen, die unter idealen Bedingungen von einem erfahrenen und aufmerksamen Anwender erreicht werden kann, ist jedoch häufig subjektiv.
Systematischer Fehler
Ungeachtet seiner Genauigkeit kann ein Gerät defekt, falsch kalibriert oder unsachgemäß verwendet werden.
Beispielsweise kann ein Gerät mit Digitalanzeige bei einer Messung des Werts Null möglicherweise nicht Null anzeigen, oder es zeigt Werte an, die (im Verhältnis zu den „wahren“ Werten) mit einer Konstanten oder Funktion multipliziert sind, deren Wert nahe Eins bleibt. Es ist auch möglich, dass eine Änderung des Aufbaus während eines Experiments einen Parameter verändert, der die Messungen beeinflusst (zum Beispiel den Durchmesser des bei Verwendung einer Schlauchpumpe verwendeten tube).
In all diesen Fällen tritt eine Abweichung von dem Wert auf, der normalerweise gemessen würde. Diese als systematischer Fehler bezeichnete Abweichung beeinträchtigt die Genauigkeit der Messung, d. h. dieselbe Abweichung tritt bei jeder Wiederholung derselben Messung auf und schlägt sich direkt im Mittelwert nieder.
Experimentelle Unsicherheit
Die experimentelle Unsicherheit ist das Ausmaß der zufälligen, unvorhersehbaren oder unbestimmten Schwankung des Messwerts eines Merkmals eines Objekts. Häufig ist diese Schwankung überwiegend mit einer der folgenden Dimensionen verbunden:
- der begrenzten Genauigkeit (Auflösung und/oder Präzision) des Messprozesses: dies ist die Messunsicherheit;
- der Instabilität, Unregelmäßigkeit oder unzureichenden Definition des Objekts: dies ist die Definitionsunsicherheit.
Unabhängig von ihrer Quelle kann die Unsicherheit niemals aus Experimenten eliminiert werden und lässt sich – anders als der systematische Fehler – auch nicht korrigieren. Daher ist es notwendig, sie sorgfältig zu bewerten, damit sie in den Ergebnissen korrekt abgebildet und bei deren Interpretation berücksichtigt wird.
Aus Gründen der Transparenz ist Darwin Microfluidics bestrebt, die Präzision der von uns entwickelten und vertriebenen Instrumente zu testen. Kontaktieren Sie uns bei Fragen!
