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eBook 측정불확도의 이해

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최부희 저

복두출판사 2019.07.20.

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소개

필자는 대학에서 측정표준 및 계측기표준교정과 관련된 과목을 다년간 가르쳐본 결과 측정을 전공하는 학생들에게 측정불확도의 개념을 아주 쉽게 설명한 책이 필요하다고 느껴왔다. 측정불확도란 용어는 영어발음도 까다로운 언설턴티(uncertainty)라 불린다. 학생들이 졸업할 무렵에 측정불확도의 기본적인 개념을 다음과 같이 물어보았다. ? 확률분포 중 직사각형분포와 삼각형분포는 각각 어디에 적용하는가? ? 왜 자유도와 유효자유도를 구하는가? ? 왜 편미분을 해서 감도계수를 구하는가? ? 왜 힘이나 토크측정기에서는 상대측정불확도로 표현하는가? 답변결과는 예상대로였다. 품질인증과 측정불확도, 길이계기교정실습, 계측기기교정실습 등 3개의 교과목을 이수한 학생들이라 측정불확도 총괄표 작성은 제대로 하지만, 관련 용어에 대한 올바른 개념과 적용에는 제대로 답변하지 못함을 알았다. 마치 미적분 문제를 잘 푸는 학생이라 할지라도, 미적분의 개념과 어디에 활용하는지를 아는 학생이 적다는 뜻과 같다. 그래서 필자가 제대로 알지 못했기에 제대로 전달이 되지 않았음을 깨닫고 아이큐 79도 이해할 수 있는 책을 쓰기로 결심하였다. 그러나 책을 쉽게 쓴다는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 책을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위하여 주변의 자료를 모아 필자가 애매했던 부분과 학생들이 어려워했던 부분을 쉽게 설명하려고 노력하였다. 자료를 분석하면서 개념파악이 정확히 되지 않으면 인터넷으로 검색하여 용어를 정리하는 일, 유튜브를 통해 통계학 강의를 몇 번이고 들으면서 통계학의 개념을 터득하는 일, 고등학교 수학책을 찾아 미분과 편미분의 개념을 정리하는 일, 필자가 불확도를 처음 배울 때 정리한 노트의 빨간 밑줄을 보며 다시 예를 들어 쉽게 설명하는 일, KRISS와 KASTO에서 발간된 측정불확도 관련 자료를 정리하는 일, 그리고 KASTO에서 발간된 표준교정절차서와 학생들이 제출한 리포트를 비교해보면서 틀린 부분은 바로잡고 그래도 미심쩍은 부분은 교정기관의 기술책임자께 부탁하여 원고를 바로잡던 일들이 모이고 모여 초고를 완성하게 되었다. 이렇게 완성된 이 책의 구성은 다음과 같이 8개의 장으로 되어있다. 1. 측정불확도의 개요 : 불확도의 정의와 2018년 재 정의된 SI기본단위를 설명하였다. 2. 측정불확도의 표현 : A형, B형 표준불확도 및 확장불확도와 유효숫자를 다루었다. 3. 간단한 측정불확도 맛보기 : 길이, 면적, 밀도의 불확도 산출 예를 맛보기로 다루었다. 4. 표준불확도 산정을 위한 확률분포의 추정 : 측정값의 분포, 정규, t, 직사각형, 삼각형 및 사다리꼴 분포를 비교 설명하였다. 5. 자유도와 포함인자 : 왜 자유도를 구하는지와 포함인자의 적용 예를 설명하였다. 6. 감도계수 계산을 위한 편미분 : 감도계수란 무엇이며, 미분과 편미분의 기본공식을 적용하여 수학적 모델식에 편미분을 통하여 감도계수를 구하는 방법을 다루었다. 7. 측정불확도의 산출 예 : 길이, 질량, 힘, 토크, 압력, 온도분야에 대한 불확도 계산 및 불확도 총괄표 작성 예를 다루었다. 8. KS Q ISO/IEC 17025 해설서 : ISO 17025의 2017년도 개정판에 대한 KOLAS해설서(2019년)를 정리하였다. 이 책을 엮으면서 국내외 많은 서적과 기술 자료를 활용하였으며, 저자께 심심한 감사를 드린다. 특히, 길이분야의 2개 과제는 최인수 교수님의 저서 “길이계기 표준교정실무”에서 일부 인용하도록 허락해 주심에 감사드리며, 7장 측정불확도의 산출 예의 7개 과제에 대하여 현장에 적용할 수 있도록 최종 내용을 검토해주신 ㈜대영씨앤티 박지민 부장님께도 깊이 감사드린다. 끝으로 측정불확도의 개념과 산출과정을 쉽게 다룬 이 책은 자연과학과 공학뿐만 아니라 측정데이터를 분석하고 관리하는 산업분야에서도 참고서적으로 역할을 다하리라 기대된다. 특히 시험 및 교정기관의 실무자에게 도움이 되길 기대해본다. 필자의 짧은 지식과 경험으로 발간되는 책이므로 전문가의 관점에서 볼 때 잘못된 부분이 많으리라 사료되므로, 잘못된 내용을 지적해주시면 다음 2판에서는 수정 보완할 것을 약속드린다. 이 책을 내는데 도움을 주신 많은 분들과 기꺼이 출판해주신 복두출판사 관계자분들의 협조에 감사드린다. 글쟁이 움터에서 최부희 올림

소개 더보기펼치기

Chapter 1. 측정불확도의 개요
1.1 왜 측정불확도인가?
1.2 측정불확도와 관련된 용어
1.3 측정불확도의 발생원인
1.4 측정불확도의 산정
1.5 2018년 재 정의된 SI기본단위
1.6 SI기본단위
1.7 SI단위의 올바른 표기법

Chapter 2. 측정불확도의 표현
2.1 측정량의 관계 모델식
2.2 A형 표준불확도
2.3 B형 표준불확도
2.4 합성표준불확도
2.5 확장불확도
2.6 결과의 보고
2.7 측정불확도 총괄표
2.8 측정과 유효숫자

Chapter 3. 간단한 측정불확도 맛보기
3.1 단면 길이의 측정불확도 산출 예
3.2 사각형 면적의 측정불확도 산출 예
3.3 밀도의 측정불확도 산출 예

Chapter 4. 표준불확도 산정을 위한 확률분포의 추정
4.1 통계학의 개요
4.2 모평균, 표본평균, 표본평균의 평균
4.3 측정값의 분포
4.4 정규분포
4.5 t-분포
4.6 직사각형 분포
4.7 삼각형 분포
4.8 분포
4.9 사다리꼴 분포

Chapter 5. 자유도와 포함인자
5.1 자유도 
5.2 포함인자

Chapter 6. 감도계수 계산을 위한 편미분
6.1 감도계수
6.2 미분
6.3 편미분
6.4 편미분에 의한 감도계수

Chapter 7. 측정불확도의 산출 예
7.1 내·외측 캘리퍼스의 표준교정
7.2 외측 마이크로미터의 표준교정
7.3 전기식 지시저울의 표준교정
7.4 힘 측정기의 표준교정
7.5 토크렌치의 표준교정
7.6 게이지압용 압력계의 표준교정
7.7 열전대 온도계의 표준교정

Chapter 8. KS Q ISO/IEC 17025 해설서

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