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Begriffe der Analytik

Messunsicherheit

Definition
Die Messunsicherheit ist ein Parameter, der - verbunden mit dem Messergebnis - die Streuung der Werte charakterisiert, die vernunftgemäß auf die Messgröße zurückzuführen sind.

Messunsicherheiten eines Messwertes (Messergebnisses) müssen im Rahmen einer Qualitätssicherung angegeben werden. Sie werden durch zufällige und systematische Fehler verursacht.

Die Messunsicherheit setzt die Grenzen, innerhalb derer ein Ergebnis als genau, d.h. präzise und wahr, angesehen wird.

Die Messunsicherheit beinhaltet normalerweise viele Faktoren:

Einige dieser Faktoren werden durch die statistische Verteilung (Verteilungsfunktion) der Ergebnisse von Serienmessungen bestimmt und können durch die experimentelle Standardabweichung charakterisiert werden.

Die anderen Faktoren, die auch durch Standardabweichungen charakterisiert werden können, werden mittels angenommener Wahrscheinlichkeitsverteilungen, basierend auf experimentellen oder anderen Informationen, bestimmt.

Die Messunsicherheit eines Messergebnisses x wird als Bereich Δ x um dieses Messergebnis angegeben:

x ± Δ x = x ± f s x

Die Streuung der Messwerte wird durch die Standardabweichung s x der Messwerte ausgedrückt. Der Faktor f bestimmt mit der Standardabweichung die Größe des Streubereichs (Prognose-, Vertrauensbereichs).

Messgrößen werden als Zufallsgrößen oder Zufallsvariablen angesehen, d.h. ihr Vorkommen innerhalb eines Messbereichs (Prognose-, Vertrauensbereich) kann mit einer statistischen Sicherheit (Wahrscheinlichkeit) angegeben werden.

Beispiel

Die Unsicherheit kann durch Feststellung aller Faktoren, die zur Unsicherheit beitragen, immer abgeschätzt werden. Der Beitrag der einzelnen Faktoren wird über Standardabweichungen, entweder aus wiederholten Messungen (für zufällige Faktoren) oder aus anderen Informationsquellen (für systematische Faktoren) abgeschätzt. Die gesamte Unsicherheit wird über die Varianzen der einzelnen Unsicherheitsfaktoren berechnet und als eine Standardabweichung dargestellt. Die gesamte Unsicherheit mit einem Streufaktor von 2 multipliziert ergibt (näherungsweise) ein 95%-Vertrauensintervall.

Die Unsicherheit bei der Bestimmung von z.B. Atrazin in Wasser setzt sich aus mehreren verschiedenen Unsicherheitsfaktoren wie z.B. der Unsicherheit des wahren Atrazingehalts des Standards, Unsicherheit bei der Verdünnung des Standards, Unsicherheit bezüglich des Verlusts von Atrazin beim Probenziehen und Lagern vor der Analyse sowie der Unsicherheit beim "Vorkonzentrieren" nach der Korrektur für die Wiederfindung zusammen.

Das Ergebnis wird folgendermaßen dargestellt: ( 1,02 ± 0,13 )   mg / L

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