ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ: СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ GUM И МОНТЕ-КАРЛО НА ПРИМЕРЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕРМОМЕТРА

Авторы: Ермек Б.Қ., Беккожин Р.С., Әлиқызы А., А.К. Шинбаева, Омарова Ж.Б.
МРНТИ 90.27.32

Аннотация. В данной статье представлен сравнительный анализ методов оценки неопределенности GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) и Монте-Карло на примере калибровки биметаллического термометра ТБП 63-1 с диапазоном измерения от 0 до 120 °C и классом точности 2.5. Исследование направлено на идентификацию и на количественный анализ ключевых факторов неопределенности, включая как стохастические, так и систематические компоненты ошибок. Моделирование по методу GUM требует высокого уровня математических знаний для выполнения многих процедур, тогда как метод Монте-Карло может служить альтернативой для различных лабораторных исследований. Математическая модель вводится для описания измеренной температуры, представленной как , где каждый компонент отражает соответствующий вклад в общую неопределенность:  – показания термометра,  – поправка калибратора и  – половина цены деления. Процесс анализа включает вычисление стандартной неопределенности типа А из серии измерений для оценки случайных колебаний, а стандартные неопределенности типа В оцениваются для систематических источников, предполагая равномерное и прямоугольное распределение ошибок. Суммарная стандартная неопределенность измерений интегрирована для получения расширенной неопределенности с коэффициентом охвата  и доверительной вероятностью 0.95. В рамках метода Монте-Карло было сгенерировано 1,000,000 симуляций для достижения статистической значимости. Результаты анализа представлены в виде окончательного значения температуры, скорректированного с учетом всех вычисленных неопределенностей. Основная цель исследования — определить, какой из методов наиболее эффективен для данного типа измерительного оборудования и продемонстрировать простоту использования Microsoft Excel (или аналогичного программного обеспечения для работы с таблицами) для оценки неопределенности измерений, основанных на функциональной зависимости.

Ключевые слова: метод Монте-Карло, GUM, биметталический термометр, непоределенность, погрешность, Microsoft Excel.