Rechner für absolute Messunsicherheit

Die absolute Messunsicherheit beschreibt die geschätzte Unsicherheit eines Messwerts in derselben Einheit wie die Messgröße. Ein Ergebnis wie 10.36 ± 0.15 cm vermittelt sowohl den besten Schätzwert als auch ein symmetrisches Unsicherheitsintervall. Dieser Rechner ist für wiederholte Beobachtungen gedacht und liefert arithmetischen Mittelwert, Minimum, Maximum, gesamte Spannweite, absolute Unsicherheit als halbe Spannweite und die geschätzte Standardunsicherheit des Mittelwerts. Die Halbspannweitenmethode berechnet die absolute Unsicherheit als (Maximum − Minimum)/2. Sie ist einfach, nachvollziehbar und in einführenden Laborpraktika mit wenigen Wiederholungsmessungen üblich. Als Zentralwert wird der arithmetische Mittelwert angegeben. Für 10.2, 10.4, 10.5, 10.3 und 10.4 beträgt der Mittelwert 10.36, die Spannweite 0.3 und die halbe Spannweite 0.15. Das Ergebnis lautet 10.36 ± 0.15 in der ursprünglichen Einheit. Zusätzlich zeigt der Rechner die Standardunsicherheit des Mittelwerts: die Stichprobenstandardabweichung geteilt durch die Quadratwurzel der Beobachtungszahl. Unter üblichen statistischen Annahmen schätzt sie die Unsicherheit des Mittelwerts durch zufällige Schwankungen. Sie beantwortet eine andere Frage als die halbe Spannweite. Beide Werte sollten daher nicht ohne Berücksichtigung der vom Versuch, Kurs oder Berichtsstandard geforderten Methode gegeneinander ausgetauscht werden. Absolute Unsicherheit sollte alle wichtigen Quellen berücksichtigen, nicht nur die Streuung wiederholter Ablesungen. Geräteauflösung, Kalibrierung, Nullpunktverschiebung, Umgebungsbedingungen, Stichprobenauswahl, Bedienung und Modellannahmen können systematische oder zufällige Effekte beitragen. Identische Wiederholungswerte ergeben eine Spannweite von null, beweisen aber keine exakte Messung: Dem Gerät kann Auflösung fehlen oder alle Werte können denselben Bias haben. Ein vollständiges Unsicherheitsbudget kombiniert relevante Beiträge nach einem anerkannten Verfahren. Erfasse alle Daten in derselben Einheit und unter vergleichbaren Bedingungen. Gib die Unsicherheit mit sinnvollen signifikanten Stellen an, meist einer oder zwei, und runde den Zentralwert auf dieselbe Dezimalstelle. Erwecke keinen Eindruck höherer Präzision, als das Messgerät bietet. Mittelwert ± halbe Spannweite ist eine praktische beschreibende Schätzung, kein formales Konfidenzintervall. Bei regulierten Prüfungen, in der Metrologie oder bei sicherheitsrelevanten technischen Aufgaben gelten die einschlägigen Standards; Erweiterungsfaktoren, Konfidenzniveaus, Korrelationen und rückführbare Kalibrierinformationen sind gegebenenfalls einzubeziehen.