O wyrażaniu i publikowaniu danych pomiarów wieloparametrowych - stan aktualny a potrzeby

pol Artykuł w języku polskim DOI:

wyślij Zygmunt Lech Warsza *, Vladimir V. Ezhela ** * Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP ** Instytut Fizyki Wielkich Energii (IHEP), RosAtom, Protvino MR, Rosja

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule omówiono problemy związane z wyznaczaniem, prezentacją i publikacją danych pomiarów wieloparametrowych w nawiązaniu do publikacji szczegółowych z PAR nr 2 i 6 z 2011 r. Przybliżono zasady opisu wyników pomiarów wielkości powiązanych statystycznie za pomocą algebry wektorów losowych oraz problemy występujące przy ich zaokrąglaniu. Omówiono specyfikę propagacji niepewności w pomiarach jedno- i wieloparametrowych o funkcjach nieliniowych oraz wyznaczono liczby członów rozwinięcia w szereg wymagane przy dokładnym wyznaczaniu niepewności pomiarów pośrednich. Wykazano, że parametry czterech podstawowych stałych fizycznych podane w ostatnich korektach CODATA z 2010 r. nie są w pełni poprawne, gdyż ich macierze korelacji mają ujemne wartości własne. Zalecenia dla wyrażania wyników pomiarów wieloparametrowych ma ująć przygotowywany Suplement 2 do przewodnika GUM-2008. Proponuje się, by jego niezbędnym uzupełnieniem były zasady standaryzacji publikowania danych pomiarowych w dualnej postaci: na papierze i towarzyszącej jej e-publikacji zawierającej wyniki oryginalne. Omówiono sposób gromadzenia i rozpowszechniania danych stosowany przez wiodące centra światowe.

Słowa kluczowe

e-publikacje, niepewność multimezurandu, stałe podstawowe, wieloparametrowe dane pomiarowe

About evaluation and publication of multivariate measurement data - current status and needs

Abstract

Discussed is the issue of status of the determination, presentation and publication of multivariate measurement data as continuation of the publications of PAR 2 and 6 of 2011. Basic rules for the description of the statistically related measurement results by random vectors algebra are given. Problems becoming with rounding of vector measurands are discussed. Propagation of uncertainty of nonlinear functions in the measurement of single-and multi-parameter is presented. Determined is the number of members of Taylor series of nonlinear functions required for accurate determination of uncertainty. It was shown that the four fundamental physical constants published in the recent revisions of the CODATA 2010 are still incorrectly given, as they correlation matrix has negative eigenvalues. Corrected recommendations for expressing the results of multivariate measurements should be included in Supplement 2 to guide GUM-2008, which is in preparation and be published in the near future. It is proposed that as necessary complement to it was the urgently needed standardization of the publishing measurement data in dual form: so far - on paper and on the accompanying e-publication containing the results of the original measurements. Discusses a way of collecting and disseminating data already taken by the world’s leading data centers. Given are also a brief conclusions and bibliography.

Keywords

correlated data uncertainty evaluation, e-publishing, fundamental constants, multivariate measurements

Bibliografia

  1. BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, and OIML: Guide to the expression of uncertainty in measurement ISO/IEC Guide 98:1995, 2nd ed. (Wyrażanie Niepewności Pomiaru Przewodnik). Główny Urząd Miar, Warszawa, Wyd. Alfavero 2002.
  2. Muciek A.: Matematyczny model propagacji niepewności w pomiarach pośrednich, Podstawowe Problemy Metrolgii, Materiały Sympozjum PPM’03. seria: Konferencje nr 5, Oddz. PAN w Katowicach, 2003, s. 593-604.
  3. Ezhela V.: A multi-measurand ISO GUM supplement is urgent, “Data Science Journal” 6, s. 676-789 [Errata: CODATA DSJ 7, 2007 E2-21].
  4. Evaluation of measurement data - Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM 1995 with minor corrections), [www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf].
  5. Mohr P.J., Taylor B. N.: CODATA recommended values of the fundamental physical constants 2002, “Rev. Mod. Phys”. 77, 1/2005, 1CODATA-2002.
  6. Mohr P.J., Taylor B.N., Newell D.B.: CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2006, “Reviews of Modern Physics” 80 2008, s. 633-730; CODATA-2006.
  7. Pennec X.: Intrinsic Statistics on Riemannian Manifolds: Basic Tools for Geometric Measurements, “Journal of Mathematical Imaging and Vision” 25, 2006, s. 127- 154.
  8. Green T.: We Need Publishing Standards for Data Sets and Data Tables, OECD Publishing White Paper, OECD 2009, [http://dx.doi.org/10.1787/603233448430].
  9. Ezhela V.: Physics and Metrology, Materiały V Kongresu Metrologii KM 2010, Politechnika Łódzka, CD.
  10. Ezhela V.: Comments on some clauses of GUM which provoking the incorrect presentation of measured data in scientific literature. Materiały V Kongresu Metrologii KM 2010, Politechnika Łódzka, CD.
  11. Warsza Z., Ezhela V.: Wyznaczanie parametrów multi-mezurandu z pomiarów wieloparametrowych, Część 1. Podstawy teoretyczne w zarysie. Pomiary Automatyka Robotyka, 2/2011, 55-61.
  12. Warsza Z., Ezhela V.: Wyznaczanie. parametrów multi-mezumndu z pomiarów wieloparametrowych Część 2. Reguły zaokrąglanie, nieścisłości w przewodniku GUM, Pomiary Automatyka Robotyka, 6/2011, 64–70.
  13. Mohr P.J., Taylor B.N., Newell D.B. (2011), “The 2010 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants”, [http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html], NIST (web version 6.2).
  14. Measurement Uncertainty Analysis Principles and Methods. NASA Measurement Quality Assurance Hand-book - ANNEX 3, NASA-HDBK-8739.19-3, July 2010.
  15. Dorozhovetz M., Warsza Z.L.: Propozycje rozszerzenia metod wyznaczania niepewności wyniku pomiarów wg Przewodnika GUM (1) Uwzględnianie wpływu autokorelacji i nieadekwatności rozkładu wyników obserwacji w niepewności typu A. Pomiary Automatyka Robotyka, 1/2007, 16-25.
  16. Galovska M., Warsza Z.L.: Estymatory wartości mezurandu próbek danych o rozkładach niegaussowskich, [w:] Metrologia dziś i jutro. Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej, Wrocław 2010, s. 59-72.
  17. Warsza Z.. Ezhela V.: Nieścisłości stałych podstawowych i propozycja standaryzacji dualnego sposobu publikowania wyników pomiaru multimezurandu, PAK vol. 57, 5/2011 s. 486-490.
  18. Szydłowski H. i inni: Teoria pomiarów, PWN Warszawa 1981 (rozdz. 11. Zastosowanie macierzy... str. 354-379)
  19. Kukiełka L., Podstawy badań inżynierskich, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
  20. Pawłowski J.: Wprowadzenie do teorii kopuł. Kraków, marzec 2009, Internet