• 제목/요약/키워드: 불확도 계산

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핵물질 연대추정을 위한 전산모사 불확도 계산 알고리즘 (Algorithm for Calculating Uncertainty in the Computational Simulation for Radiochronometry of Nuclear Materials)

  • 박재찬;전태훈;정진영;송정호
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.1075-1089
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    • 2023
  • 핵감식은 국제사회에서 핵물질 통제 및 핵비확산 검증에 필수적인 부분으로 인식되고 있다. 핵감식을 위한 연대추정은 붕괴계열 특성 및 베이트만 방정식을 기반으로 핵물질의 정제 및 생산시기를 추정한다. 연대추정을 위한 요소 중 붕괴상수와 핵종 수는 분석이나 반복 실험을 통해 도출된 통계로 불확도를 가지기 때문에 연대추정의 결과도 불확도를 가진다. 본 연구는 기존의 베이트만 방정식 기반의 연대추정 불확도 계산의 한계를 극복하기 위해 전산모사를 통한 불확도 계산 알고리즘을 연구하였다. 불확도 계산 결과 기존 불확도 계산 방법과 동등한 수준의 결과가 나타났으며, 기존의 한계를 극복하여 2세대 이상의 불확도 계산이 가능하였고 불확도 계산 중 붕괴상수의 과소평가도 개선되었다.

천연가스의 임계유동함수 불확도 평가 (Estimation of Uncertainty in Critical Flow Function for Natural Gas)

  • 하영철
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권7호
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    • pp.625-638
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    • 2014
  • 본 연구에서는 천연가스 유량 측정에 사용되는 임계유동함수(CFF)를 AGA8-dc 상태방정식으로 계산할 때 CFF 계산값의 불확도를 평가하였다. CFF 계산에 사용되는 엔탈피, 엔트로피, 음속 식은 불확도 분석이 가능하도록 무차원 헬름홀츠 자유에너지(Helmholtz free energy, HFE)와 이의 편도함수로 표현하였고, HFE의 불확도를 추정하였다. 압축인자의 불확도에 의해 유발되는 종속 변수의 불확도를 반영하기 위해 AGA8-dc 압축인자 식을 해당 불확도만큼 편차가 생기는 형태로 변형하였고, 각 불확도 요인별로 불확도 기여도 평가 모델을 만들었으며, 이를 CFF 계산 프로그램에 적용하였다. 그 결과 CFF의 불확도는 압력 10, 50, 100 bar 에서 각각 0.025, 0.055, 0.112 % 정도로 평가 되었고 압력에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 본 결과를 기존 CFF 국제비교시험결과(1999년)에 적용한 결과 각 기관별 CFF 값의 차이를 적절히 설명하는 것도 알 수 있었다.

측정 불확도 표현 지침서(GUM)와 Monte-Carlo Simulation에 의한 불확도 전파 결과의 비교 연구 (A Study on Comparison between the Propagation of Uncertainty by GUM and Monte-Carlo Simulation)

  • 서정기;민형식;박민수;우진춘;김종상
    • 대한화학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.31-37
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    • 2003
  • 측정 및 화학분석에 많이 이용되는 한 점 교정식에 대하여 측정 불확도 표기 지침서(GUM)의 근사법과 Monte-Carlo Simulation에 의해 계산된 각각의 확장불확도를 비교하였다. 이 비교를 위하여 임의의 자료들을 여러 농도 수준에서 정규 분포 또는 t-분포로 가정하여 계산하였다. 나눗셈에 의한 한 점 교정식의 비선형성과 t-분포 형식을 함에 따른 입력량의 과도한 퍼짐으로 인하여, 경우에 따라서, GUM의 근사법으로 계산된 불확도가 Monte-Carlo Simulation에 의해 계산된 것보다 약 50% 이상의 오류가 있다는 것이 확인되었다. 그러나, 검출 하한을 계산하기 위하여 한 점 교정식을 이용하는 경우, 반응량의 표준불확도가 상대적으로 매우 크고 비선형성에 희한 계산 오류가 상대적으로 무시되므로 근사식에 따른 계산 오류가 발생하지 않았다.

회귀식 사용에 따른 화학 분석 과정의 불확도 처리 연구 (A Study on the Treatment of Uncertainty in Linear Regression Method for Chemical Analysis)

  • 우진춘;서정기;임명철;박민수
    • 분석과학
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    • 제16권3호
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    • pp.185-190
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    • 2003
  • 회귀식 사용에 따른 불확도 계산의 정확성을 조사하기 위하여, 수정된 방법의 최소제곱법(Modified Least Square Method, MLS)과 회귀식에서 일반적으로 적용되는 불확도 처리 과정을 각각 1차 식에 적용하고 비교하였다. 회귀식에서 일반적으로 적용되는 불확도 처리 과정에서, 대부분의 경우 불확도 값이 크게 계산되고 있어 확률적으로 안전한 범위를 표기할 수 있는 것으로 평가되었다. 그러나, 표준시료 농도의 상대 표준불확도가 클 때 (교정점이 우발적으로 흩어지는 정도의 표준 편차가 5% 수준, 표준시료 농도의 상대 표준불확도가 7% 수준) 회귀식에서 일반적으로 적용되는 불확도 계산 방법으로 얻은 값이 고 농도 측정에서 매우 작게 평가되고 있어 확률적으로 매우 위험한 것으로 평가되었다. 이 경우, 통계학적으로 불확도를 정확히 계산하기 위하여, 수정된 방법의 최소제곱법이 유리하다고 판단하였다.

카드뮴 분석에서의 측정불확도 추정 (Quantifying Uncertainty in Cadmium Analytical Measurements)

  • 강길진;선남규
    • 식품과학과 산업
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    • 제40권1호
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    • pp.27-35
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    • 2007
  • 측정불확도란 시험결과에 대하여 측정량을 합리적으로 추정한 값들의 분산 특성을 나타내는 파라미터(parameter)로써 ILAC(국제시험소인정협력체) 등의 국제기구와의 측정결과에 대한상호인정 및 신뢰성 확보에 필수적인 요소이다. 국제표준(ISO/IEC 17025)에 맞는 시험분석 결과의 도출을 위해서는 먼저 소급성을 유지하고 그에 따른 불확도를 산출하여야 한다. 소급성은 실험의 모든 과정에 불확도를 가지고 끊기지 않는 비교연결을 통한 국제(국가)표준과 연관시키는 시스템으로, sampling에서 측정결과의 도출까지 소급성을 유지하는 것만이 측정결과의 신뢰성(정확 및 정밀)을 유지하는 최상의 시스템이다. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements(GUM)에 의한 불확도 계산 절차는 측정량(measurand)의 함수 표현, 입력량의 표준불확도(standard uncertainty)의 계산(표준편차, 평균의 표준편차), 합성표준불확도(combined uncertainty)의 계산, 확장불확도(expanded uncertainty)의 계산을 통한 통계적 추정을 하는 것이다. 오렌지 쥬스 중 카드뮴을 분석함에 있어서, 실험실에 대해서는 국제표준화(ISO17025) 시스템을 도입하고 분석시약 및 기기에 대하여 소급성을 유지하여, 분석결과의 신뢰성을 확보하기 위한 측정불확도를 산출하였다.

불확도를 고려한 Class I 부정교합 환자의 측방두부방사선영상 계측값 (Lateral Cephalometric Measurements of Class I Malocclusion Patients with Uncertainty)

  • 이지민;송지수;현홍근;김영재;김정욱;장기택;이상훈;김호재;조효민;신터전
    • 대한소아치과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.65-74
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    • 2018
  • 본 연구의 목표는 측방 두부계측방사선 사진의 분석에 이용되는 소프트웨어의 소급성 확보와 측정값의 불확도를 계산하는 것이다. 또한 이를 이용해 소아에서 교정치료를 위한 계측값의 참고 표준을 얻기 위한 기반을 마련하고자 하였다. 교정치료를 위해 서울대학교 치과병원 소아치과에 내원한 6세에서 13세 사이 환아 중 1급 부정교합으로 진단 받은 환아 100명의 데이터를 수집하였다. 소급성 확보를 위해 방사선 촬영이 가능한 phantom 장비를 제작하였으며, 현재 사용중인 계측 소프트웨어를 이용하여 phantom 장비의 길이와 각도를 측정하여 소프트웨어의 교정값을 계산하였다. 불확도 계산을 위해 100명의 측방두부방사선영상 계측값과 반복측정에 의한 불확도와(A형 불확도) 최소분해능과 두부의 위치에 의한 불확도를(B형 불확도) 계산하였다. 이를 통해 합성표준불확도를 얻었으며 최종적으로 확장불확도를 계산하였다. 본 연구 결과 현재 사용중인 측방두부방사선사진 계측 프로그램이 높은 정확성과 신뢰도를 가지는 것을 확인하였다. 또한 교정값을 이용하여 계측값을 교정하였으며, 6 - 13세 한국인 소아에서의 교정계측치의 불확도를 계산하여 1급 부정교합 환아의 교정계측값의 95% 신뢰도를 가지는 분포범위를 제시하였다.

룸코너 시험기의 발열량 측정에 대한 불확도 산정 (Calculation of Uncertainty in Measuring Heat Release Rate in Room Corner Test)

  • 노광철;김치훈;이승철;이덕희
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.16-22
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    • 2012
  • 화재시험에 있어서 정확한 발열량의 측정은 시험체의 화재 안정성을 결정하기 위한 중요한 정보이다. 발열량 측정값은 측정 인자들의 오차에 기인하여 영향을 받는다. 본 연구에서는 한국철도기술연구원에 설치된 룸코너 시험기에 대한 불확도의 인자를 분석하였고 이를 이용하여 KTX 내장재 화재시험의 발열량 측정 불확도를 계산하였다. 화재 발열량 불확도 계산 결과, 화재시작단계에서 불확도가 매우 높은 값으로 나타났고 화재가 성장하면서 불확도는 점차적으로 감소하였다. 불확도 인자들 중 산소 농도가 발열량 측정 불확도에 가장 크게 기여하는 것으로 나타냈다.

GUM 기반 ADCP 유량 측정불확도 산정을 위한 소프트웨어의 개발 (Development of Software for GUM based Uncertainty Assessment of Discharge Measured by ADCP)

  • 김종민;김동수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.17-17
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    • 2022
  • 현재 하천에서 유량을 측정하는 가장 일반적인 장비는 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)이다. ADCP는 일정 수심이 확보되는 곳에서는 보트에 장착하여 효율적으로 정확한 유량을 측정하고 있다고 알려져 있다. ADCP의 활용성이 증가함에 따라 측정결과의 신뢰성을 표현하는 방법에 대한 관심이 증가하고 있으며, 프랑스에서는 해외 전문가들을 초청하여 동일한 현장에서 ADCP의 유량을 측정하고 해당 결과를 비교하여 ADCP의 측정정확도에 대한 분석을 수행하고자 하였고, 국내에서도 이와 동일한 방식으로 홍수통제소가 주관하여 국내 유량조사기관들의ADCP를 이용해 장비에 대한 검정과 측정유량에 대한 정확도를 확인하고자 하였다. 해당 방식은 장비들간의 측정결과를 이용하여 이상치를 나타내는 장비에 대해서는 검토가 가능하나, 측정결과에 어떠한 요인들이 측정정확도에 영향을 발생시키는지에 대한 분석을 하기 에는 한계점이 있다. ISO에서는 일반적으로 이루어지는 측정에 대하여 GUM 표준안을 기반으로 하여 측정불확도를 산정하도록 권장하고 있으며, 유량분야의 위원회인 TC 113에서도 GUM을 이용하도록 권장하고 있다(ISO 25377, 2020). 하지만 ADCP를 이용하여 유량을 계산하는 방식이 매우 복잡하고, 이를 GUM에 적용하여 유량측정의 불확도를 산정하기에는 복잡하고 많은 계산식이 필요하기 때문에 이를 계산할 수 있는 도구가 없다면 일반적인 측정자가 불확도를 산정하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 기존에 수행되었던 연구성과들을 종합하여 ADCP의 유량 측정불확도를 산정하는 과정을 프로그램화하고 쉽게 계산할 수 있도록 AQUA(ADCP discharge(Q) Uncertainty Assessment)라는 소프트웨어를 개발하였다. AQUA는 C#을 기반으로 국내에서 일반적으로 사용하고 있는 Sontek사와 TRDI사의 ADCP의 측정결과를 불러올 수 있도록 개발되었다. 해당 소프트웨어를 이용하여 다양한 사용자들이 사용하고 이를 통해 현재 개발된 소프트웨어의 사용성을 보완한다면, 실무에서도 쉽게 ADCP의 측정불확도를 산정할 수 있을 것으로 기대된다.

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HPLC에 의한 조제분유 중 비타민 A 함량 분석의 측정불확도 비교산정 (A Comparative Study on Quantifying Uncertainty of Vitamin A Determination in Infant Formula by HPLC)

  • 이홍민;곽병만;안장혁;전태홍
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.152-159
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    • 2008
  • HPLC를 이용하여 조제분유 중 비타민 A 함량을 분석 할 경우 표준품 분취량 및 시료의 샘플 분취량에 따라 달라지는 불확 도 크기를 산정하기 위하여, 분석결과에 영향을 주는 여러 가지 불확도 인자를 파악하고 각각의 불확도를 계산하였다. 계산은 GUM과 Draft EURACHEM CITAC Guide에 근거한 수학적 계산 및 통계처리 방법에 의해 처리하였다. 측정 불확도의 원인으로서 측정량 계산에 사용되는 시료의 무게, 시료의 최종전량, 그리고 기기에 의한 측정결과값 등이 작용하였다. 측정 불확도 원인의 개별구성요소는 저울의 안정성, 분해능, 재현성, 표준액의 순도, 분자량, 농도, 표준액 희석, 검정선, 회수율 그리고 분석기기의 재현성 등이 작용하였으며, 반복측정된 값을 통계적인 방법에 의해 구할 수 있는 불확도는 A type, 그리고 교정성적서, 제조자의 시방서, 공개된 정보 및 상식에서 얻을 수 있는 모든 정보를 이용 하여 구할 수 있는 불확도는 B type으로 구분하여 불확도를 산정하였다. 표준품을 100 mg 계량하여 1,000 mg/L 로 제조하고 다시 적절한 농도로 희석하여 산출한 결과는 627 ${\pm}$ 33 ${\mu}$g R.E./100 g 이었고, 10 mg을 계량하여 100 mg/L 로 제조하여 산출한 경우는 627 ${\pm}$49 ${\mu}$g R.E./100 g 으로 측정 및 계산되었다. 시료량을 약 1 g, 2 g, 또는 5 g으로 차등을 준 결과 및 불확도는 각각 622 ${\pm}$ 48, 627 ${\pm}$ 33, 491 ${\pm}$ 23 ${\mu}$g R.E./100 g 으로 나타났다. 시료량이 커짐에 따라 불확도의 값이 적어지나 시료 5 g의 경우에는 결과값에 이상이 있음을 알 수 있듯이, 정확한 분석을 위해 식품공전에 명시되어 있는 시료량을 취하는 것에 주의해야 할 것이다. 비타민 A 함량 분석의 결과값에 영향을 주는 주요인자로 전처리 과정중의 검화와 액액분배 과정으로 파악되었으며, 이는 시험자의 숙련도에 따라 결과값의 편차가 발생할 수 있는 실험단계이다. 본 연구에서는, 회수율 실험의 결과와 인증표준물질의 표기값에 만족하였으므로, 검화와 액액분배에서 발생될 수 있는 오차를 최소화시킨 결과값을 도출 한 것으로 사료된다. 따라서 정확한 결과값을 도출하기위해 분석자의 숙련도 향상에 충분한 고찰이 필요할 것이다. 또한 도출된 결과값이 갖는 불확실성을 나타내는 측정불확도는 시료의 전처리 및 기기분석을 통하여 결과를 도출하는 과정 중 발생할 수 있는 모든 불확도인자를 산출하여 합성하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 비타민 A의 정확한 분석결과를 산출하고 불확도를 최소화하기 위해 표준품은 0.1 g을 계량하여 적절한 농도로 희석 사용해야하며, 시료량은 조제분유의 경우 약 2g 정도 취하여 vitamin A를 검화하고 추출해야함을 알 수 있었다. 즉, 검화 플라스크에서 검화를 할 경우의 시료량은 vitamin A 함량에 따라 그 시료량을 달리하여 분석을 수행하여야 한다. 그리고 USP(retinyl acetate 30 mg/g) 표준품과 같이 농도가 낮은 표준품의 경우에는 최소한 0.1 g 이상을 계량하여 모용액을 제조하여 사용하여야 표준용액 제조 및 검량선에 의한 오차를 최소화할 수 있을 것으로 사료된다. 측정불확도에 대하여 시험자가 시험수행시마다 파악하고 계산하기란 시간적, 인력적 제약과 업무효율적 측면에서 현실적으로 어려운 점이 많으나, 본 연구에서와 같이 시험과정 중의 분석오차 발생인자들을 파악하고 이중 영향이 큰 주요인자들을 집중 관리하여, 그 인자들을 최소화하는 방법을 끊임없이 모색하여야 최종 시험 결과의 오차를 크게 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

진공측정표준의 불확도 평가모델 개발 (Development of Uncertainty Evaluation Model for Vacuum Measurement Standards)

  • 홍승수;임종연;신용현
    • 한국진공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.313-321
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    • 2011
  • 한국표준과학연구원(Korea Research Institute of Standards and Science, KRISS)에는 초음파간섭 수은주압력계(ultrasonic interferometer manometer, UIM), 정적형표준기(static volume expansion system, SVES), 오리피스형 정압표준기(orifice-type dynamic expansion system, ODES) 등 세 개의 주요한 국가 진공표준기가 있다. 이 장치들의 불확도 평가를 위해 각각 변수들의 측정 및 계산 모델을 개발하였다. 국제표준화기구(International Organization for Standardization, ISO) 지침에 따라 표준기들의 확장불확도(expanded uncertainty, U)를 계산하였다.