에너지관리기사 열설비 · 측정의 기초와 오차

Measurement Basics and Error

측정값에는 계통오차와 우연오차가 항상 섞여요. 오차·정밀도·정확도 정의를 구분해야 교정 판단이 선명해요. 계측 기초 문제의 용어 출발점이에요. 측정값 대비 오차 관계가 보여요.

참값은 알 수 없고, 측정값에는 오차가 있다

어떤 계측기도 참값을 그대로 읽지 못합니다. 측정값에는 반드시 오차가 섞입니다. 오차는 한쪽으로 치우치는 계통오차와 이리저리 흩어지는 우연오차로 나뉘고, 이 둘을 얼마나 잡느냐가 계측의 신뢰도를 결정합니다.

👀 오차의 종류

①계통오차(정오차): 원인이 일정해 항상 같은 방향으로 치우침 (영점·기기·환경)

②우연오차: 원인이 무작위라 평균 내면 상쇄됨 (분산으로 표현)

③과실오차: 사람의 실수 (잘못 읽음, 오조작)

④계통오차는 보정으로, 우연오차는 반복측정 평균으로 줄인다

같은 측정을 반복하면 어떻게 흩어지나

💡 평균의 위치가 말해주는 것

①우연오차만 있으면 반복측정 평균이 참값에 가까워진다

②계통오차가 있으면 아무리 반복해도 평균이 치우친 채로 남는다

③그래서 계통오차는 반복이 아니라 보정(영점·검교정)으로 잡는다

④우연오차의 크기는 표준편차(분산)로 나타낸다

정확도와 정밀도: 과녁으로 보기

📏 정확도와 정밀도는 다르다

①정확도(accuracy): 측정값이 참값에 가까운 정도 (계통오차 작음)

②정밀도(precision): 측정값들이 서로 모인 정도 (우연오차 작음)

③정밀한데 부정확 = 계통오차가 크다 (한쪽으로 뭉침)

④좋은 계측은 정확하고 정밀해야 한다 (중심에 모임)

오차와 오차율 계산

측정값103

오차

오차 = 3.0

측정값 - 참값 (참값 100)

오차율

e = 3.0 %

(측정값-참값)/참값 × 100

오차율 정의

e = 측정값 - 참값참값 × 100

부호가 +면 참값보다 크게, -면 작게 측정됨

⚡ 오차 관련 용어 정리

①오차 = 측정값 - 참값 (절대오차)

②오차율 = 오차/참값 × 100 [%] (상대오차)

③보정 = 참값 - 측정값 (오차의 반대 부호)

④공차 = 허용되는 오차의 범위

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①오차 = 측정값 - 참값, 오차율 = 오차/참값 × 100 [%]

②계통오차(정오차)는 치우침 → 보정으로, 우연오차는 반복측정 평균으로 감소

③정확도 = 참값 근접(계통오차), 정밀도 = 모임 정도(우연오차)

④정밀해도 부정확할 수 있다 (둘은 독립)

⑤보정 = 참값 - 측정값 = 오차의 반대 부호

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 참값 100, 측정값 103일 때 오차율은? (답: 3/100×100 = 3 %)

②[기출유형] 반복측정 평균으로 줄일 수 있는 오차는? (답: 우연오차)

③[기출유형] 측정값이 잘 모여 있으나 참값에서 벗어났다면? (답: 정밀하나 부정확, 계통오차 큼)