Utåt sett är "noggrann mätning" det finaste som en mättekniker kan åstadkomma. Ordet noggrann formligen andas kvalitet, yrkeskunnade och pålitlighet. Helst ska det också vara många siffror, prydligt präntade i svart på vitt.
Men ordet noggrannhet är något som ger mätspecialisterna frossa. - Noggrannhet?!, säger Håkan Nilsson, sektionschef för elektrisk mätteknik vid Statens Provningsanstalt i Borås. - Det är ett ord som jag helst inte vill använda överhuvud taget när det gäller mätningar. - Noggrannhet är ett känslouttryck som inte har något med mätteknik att göra. Det går inte heller att kvantifiera. Där fick vi alla som räknat signifikanta siffror i instrumentens teckenfönster eller på datorremsor.
 
Siffrorna betyder ingenting
Gunnar Elgered, professor vid institutionen för elektrisk mätteknik på Chalmers, skräder inte heller orden när det gäller att koppla begreppet noggrannhet till det synliga mätvärdet. - Antalet siffror i en mätning säger egentligen ingenting. Om ordet noggrannhet överhuvud taget har något med mätteknik att göra så måste det definieras. Därmed kommer det att betyda något som inte har mycket gemensamt med vad vi till vardags menar med begreppet. Dessutom är det sällan noggrannheten som man menar när ordet används i mätsammanhang.
 
Istället är det onoggrannheten. Den tämligen fundamentala preciseringen försvinner dock i vardagsspråket. - Man kan säga att onoggrannheten är skillnaden mellan sanningen och det mätvärde som vi får, säger Gunnar Elgered. Eftersom orden noggrannhet och onoggrannhet ger associationer till ett visst antal siffror är de föga lämpliga att använda som mått på hur nära sanningen som man kommer med en mätning. Det är därför som garvade mättekniker som Håkan Nilsson på SP väljer uttrycket osäkerhet. - Osäkerheten är det intervall som omger mätvärdet. När vi mäter noggrant mäter vi så att det osäkra intervallet blir tillräckligt litet. - Hur stort det intervallet ska vara beror helt och hållet på vad mätningen gäller.
 
Tre siffror var lögn
När räknestickorna fortfarande regerade på ingenjörernas skrivbord, det vill säga tills mitten på 1970-talet, gällde tumregeln att alla värden med fler än tre siffror var lögn eller ännu värre. Det gick ju inte att räkna noggrannare - med mindre osäkerhet - på stickorna. Bristen på siffror kompenserade man med sund ingenjörsskepsis och enkla men effektiva metoder för att bedöma hur rimliga resultaten var. När fickräknare och digitala mätinstrument blev var människas egendom försvann en del av skepsisen.
 
Under en tid fick noggrannhet en vulgär mening som betydde "så många siffror som möjligt". Numera har fokuseringen på antalet signifikanta siffror i mätvärdet börjat ersättas med en helhetssyn. - Folk börjar inse att själva mätningen inte alls är hela sanningen, säger Håkan Nilsson. - Det syns på intresset för de kurser som behandlar osäkerhet i mätningar. Både vi och andra kursarrangörer ser att de kurserna lockar alltfler deltagare. Vitsen med att använda begreppet osäkerhet istället för noggrannhet eller onoggrannhet bottnar i att det kan skattas.
 
Ett skäl till att folk går kurser i ämnet är nog att den skattningen inte är helt enkel att göra. Skattningen bygger på att man gör en matematisk modell för mätningen. Den modellen är förstås en förenkling av den fysikaliska verkligheten, och det är där som svårigheten ligger. Det behövs rejäla kunskaper i ellära och fysik, liksom i matematik. Partiella differentialekvationer, en företeelse som brukar sprida kalla kårar utmed ryggraden hos många teknologer, är nämligen ett nödvändigt och bra verktyg när man skattar osäkerheten. Ett problem är att ju mer speciell mätningen är, desto mer bakgrundskunskaper om fysik och matematisk modellering behövs för att göra en bra skattning av osäkerheten. För många mättekniker blir därför mätkurserna ett nödvändigt komplement till de läroböcker som de en gång läst.
 
Jordförhållande orsakar fel
Vissa viktiga saker står inte ens i läroböckerna. Dit hör en lömsk egenskap hos instrumentbussen IEEE 488, eller GPIB som den också kallas. Problemet är förhållandet mellan signal- och skärmjordarna i bussen. - Det spelar en mycket stor roll hur de här två jordarna är förbundna med varandra inuti instrumenten, säger Håkan Nilsson. - Ofta får man fantastiska jordslingor i den här typen av buss. Jordslingorna plockar upp alla möjliga störningar genom både induktiva och kapacitiva kopplingar. Jordströmmarna påverkar mätningarna och därmed osäkerheten högst betydligt. Lösningen är att bryta jordslingorna genom att koppla in optokopplare på bussen. - Det är väldigt vanligt att folk förbiser det här problemet, men det kan beror på att det inte har nämnts i någon av de läroböcker som jag har sett, säger Håkan Nilsson.
 
Osäkerheten i mätvärdena påverkas av en mängd faktorer. I stort sett är det lättare att mäta likspänningar än växelspänningar. Vid likspänningsnivåer kan dock termo-emker - temperaturorsakade spänningar i materialskarvar eller vid oxiderade detaljer - spela otrevliga spratt. Vid växelspänningsmätningar bidrar variabla impedanser till osäkerheten. En liten kapacitans på en instrumentingång kan bli den dominerande delen av inimpedansen vid höga frekvenser. Det här känner förstås varenda elektronikingenjör till i teorin. Faran ligger istället i det praktiska utförandet. - Folk mäter ju oftast vid frekvenser där kapacitansen i stort sett är försumbar, säger Gunnar Elgered på Chalmers. - Men rätt vad det är mäter de på en betydligt mer högfrekvent signal än de övriga. Då är det lätt att glömma att instrumentets inimpedans har förändrats drastiskt. Osäkerheten blir än värre om de olika värdena från en sådan mätning ska användas i samma formel. Det är de mätvärden som har den största osäkerheten som avgör osäkerheten i slutvärdet. - Det här är ett väldigt vanligt fel och jag ser det ofta till vardags. Men det beror också på vem som mäter. Rutinerat folk brukar inte göra den här sortens misstag.
 
De mätningar som kräver störst noggrannhet, eller snarare minst osäkerhet, är ofta mekaniska mätningar inom positionering eller mikromekanik. Ett sätt att få en låg osäkerhet är att mäta med optiska interferensmetoder, alltså i praktiken laser. Interferensen er ett mönster med fransar som ganska lätt kan räknas med hjälp av en fotodetektor. Utsignalen blir ett antal pulser, alltså digitala data. - Det är mycket svårare med analoga mätvärden, som intensitet, säger Gunnar Elgered.
 
Den svåraste formen av osäkerhet är den som orsakas av mänskliga felgrepp och bedömningar. Vid ljudmätningar i fält kan det vara mycket svårt att rensa bort den inverkan som oönskade fenomen i fält medför. - Håller man ett bärbart instrument på fel sätt rasar kvaliteten på mätningen snabbt, säger Lennart Nilsson på Brüel och Kjaer. - Det kan ge en osäkerhet på ±5 dB. Då hjälper det inte att själva instrumentet kan mäta med en högsta osäkerhet av ±1 dB.
 
Hjärnan är inget mätinstrument
En annan osäkerhetsfaktor är mänskliga bedömningar. Vid ljudmätningar låter man ofta instrumentet sampla ljudet med ett intervall på mellan en sekund och en minut. När mätresultaten ska bearbetas finns det skilda åsikter om hur man ska hantera bakgrundsljud och tillfälliga störningar. - Hjärnan är bra på att sortera bort oönskade ljud, men det kan inte ett mätinstrument. I en del fall vill man rensa bort mätvärden där tillfälliga lågfrekvensstörningar inverkar. Andra gångar vill man inte ha med mätvärden från tidsintervall när det har regnat, för då ökar högfrekvensinnehållet i gatubruset starkt. Därför blir det stora osäkerheter i den här typen av mätningar. - Mätresultat av den här sorten är rent ut sagt redigerat material! Per Stymne Frilansjournalist