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Messunsicherheit

Arbeitsgruppe 8.42
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Übersicht

Der Vergleich von Messergebnissen, zuverlässige Entscheidungsfindungen und Konformitätsbewertungen erfordern, dass Messergebnissen eine Unsicherheit beigeordnet wird. Die Möglichkeit des Vergleichs von Messergebnissen, die an verschiedenen Orten oder zu unterschiedlichen Zeiten erzielt wurden, ist zentral für die internationale Metrologie. Mit dem “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement” (Opens external link in new windowGUM) steht eine Anleitung zur Unsicherheitsermittlung zur Verfügung, die bereits in vielen Anwendungen der Metrologie erfolgreich eingesetzt wurde.

Illustration der Monte Carlo Methode gemäß Opens external link in new windowSupplement 1 to the GUM.

Im Rahmen ihrer jüngeren Entwicklung unterstützt die Metrologie zunehmend neue Themen, um gesellschaftlichen Herausforderungen in Umwelt und Klima, Lebenswissenschaften und Medizin begegnen zu können. Dabei spielen Bildgebung, Spektroskopie, Erdbeobachtungen und Sensornetzwerke eine zunehmend wichtige Rolle. Die zuverlässige Unsicherheitsermittlung ist in diesen Anwendungsfeldern besonders wichtig, etwa um die Diagnose eines Tumors abzusichern im Rahmen der quantitativen Bildgebung oder bei der Kontrolle von Umweltverschmutzungen. Der GUM wird allerdings den Herausforderungen in diesen Anwendungen nicht vollständig gerecht, und die Entwicklung statistischer Verfahren für eine verbesserte Unsicherheitsermittlung wird dringend benötigt.

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Forschung

Der Schwerpunkt in der Arbeitsgruppe 8.42 der PTB liegt auf der Entwicklung Bayes’scher Verfahren zu Unsicherheitsermittlung. Diese Entwicklung wird im Zusammenhang mit unterschiedlichen Forschungsgebieten wie der „large-scale data analysis“ oder des „deep learning“ durchgeführt. Ebenso werden Bayes’sche Inferenzverfahren für eine mögliche Erweiterung der aktuellen GUM-Methodik in der Arbeitsgruppe 8.42 der PTB entwickelt. Beispiele hierfür sind einfache Verfahren, mit denen vorhandenes Vorwissen auf Priorverteilungen abgebildet werden kann, sowie Berechnungsmethoden. „Open source software“ wird bereitgestellt, um die Anwendung der entwickelten Verfahren zu erleichtern.

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Software

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Publikationen

S. Metzner, G. Wübbeler, S. Flassbeck, C. Gatefait, C. Kolbitsch and C. Elster
Physics in Medicine & Biology, 66(7),
075006,
2021.
J. Martin and C. Elster
Measurement Science and Technology,
2021.
(accepted manuscript)
G. Wübbeler, M. Marschall and C. Elster
Metrologia, 57(6),
065010,
2020.
J. Martin and C. Elster
Statistical Methods & Applications,
1613-981X,
2020.
S. Demeyer, N. Fischer and C. Elster
Metrologia,
2020.
G. Bartl, C. Elster, J. Martin, R. Schödel, M. Voigt and A. Walkov
Measurement Science and Technology, 31(6),
2020.
G. Wübbeler and C. Elster
Metrologia, 57(1),
2020.
K. Klauenberg, G. Wübbeler and C. Elster
Measurement Science Review, 19(5),
204--208,
2019.
S. Metzner, G. Wübbeler and C. Elster
AStA Adv Stat Anal, 103(3),
333--355,
2019.
J. Martin, G. Bartl and C. Elster
Measurement Science and Technology, 30
045012,
2019.
O. Bodnar and C. Elster
AStA Advances in Statistical Analysis, 102(1),
1--20,
2018.
G. Wübbeler, O. Bodnar and C. Elster
Metrologia, 55(1),
20,
2018.
F. Schmähling, G. Wübbeler, U. Krüger, B. Ruggaber, F. Schmidt, R. D. Taubert, A. Sperling and C. Elster
Color, Research and Application, 43(1),
6--16,
2017.
M. Reginatto, M. Anton and C. Elster
Metrologia, 54(4),
S74--S82,
2017.
S. Eichstädt and V. Wilkens
J. Acoust. Soc. Am., 141(6),
4155--4167,
2017.
O. Bodnar, R. Behrens and C. Elster
Metrologia, 54(3),
S29--S33,
2017.
S. Eichstädt, C. Elster, I. M. Smith and T. J. Esward
J. Sens. Sens. Syst., 6
97-105,
2017.
O. Bodnar, A. Link, B. Arendacká, A. Possolo and C. Elster
Statistics in Medicine, 39(2),
378--399,
2017.
K. Klauenberg and C. Elster
Metrologia, 54(1),
59--68,
2017.
G. Wübbeler, J. Campos Acosta and C. Elster
Color Research & Application,
2016.
O. Bodnar, C. Elster, J. Fischer, A. Possolo and B. Toman
Metrologia, 53(1),
S46,
2016.
K. Klauenberg and C. Elster
Metrologia, 53(1),
S32,
2016.
C. Elster and G. Wübbeler
Metrologia, 53(1),
S10,
2016.
O. Bodnar, A. Link and C. Elster
Bayesian Analysis, 11(1),
25-45,
2016.
(Open Access)
K. Klauenberg, G. Wübbeler, B. Mickan, P. Harris and C. Elster
Metrologia, 52(6),
878--892,
2015.
C. Elster, K. Klauenberg, M. Walzel, P. M. Harris, M. G. Cox, C. Matthews, L. Wright, A. Allard, N. Fischer, S. Ellison, P. Wilson, F. Pennecchi, G. J. P. Kok, A. Van der Veen and L. Pendrill
EMRP NEW04,
, 2015
G. Wübbeler, O. Bodnar, B. Mickan and C. Elster
Metrologia, 52(2),
400--405,
2015.
G. J. P. Kok, A. M. H. van der Veen, P. M. Harris, I. M. Smith and C. Elster
Metrologia, 52(2),
392-399,
2015.
A. Possolo and C. Elster
Metrologia, 51(3),
339--353,
2014.
O. Bodnar and C. Elster
Journal of Statistical Planning and Inference, 147
106--116,
2014.
O. Bodnar and C. Elster
Metrologia, 51(5),
516--521,
2014.
B. Arendacká, A. Täubner, S. Eichstädt, T. Bruns and C. Elster
Measurement Science Review, 14(2),
52-61,
2014.
S. J. Haslett, S. Puntanen and B. Arendacká
Statistical Papers, 56(3),
849--861,
2014.
C. Elster
Metrologia, 51(4),
S159--S166,
2014.
G. Wübbeler and C. Elster
Measurement Science and Technology, 24(11),
115004,
2013.
S. Eichstädt, A. Link, P. M. Harris and C. Elster
Metrologia, 49(3),
401,
2012.
K. Klauenberg and C. Elster
Metrologia, 49(3),
395--400,
2012.
G. Wübbeler, F. Schmähling, J. Beyer, J. Engert and C. Elster
Measurement Science and Technology, 23(12),
125004,
2012.
W. Bich, M. G. Cox, R. Dybkaer, C. Elster, W. T. Estler, B. Hibbert, H. Imai, W. Kool, C. Michotte, L. Nielsen, L. Pendrill, S. Sidney, A. M. H. van der Veen and W. Wöger
Metrologia, 49(6),
702--705,
2012.
C. Elster and I. Lira
Computational Statistics, 27(2),
219--235,
2012.
G. Wübbeler, P. M. Harris, M. G. Cox and C. Elster
In F. Pavese, M. Bär, J.M. Limares, C. Perruchet, N.F. Zhang, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology IXaus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 54, Seite 434
Herausgeber: World Scientific New Jersey,
84 Edition
, 2012
S. Eichstädt and C. Elster
In F. Pavese, M. Bär, J.-R. Filtz, A. B. Forbes, L. Pendrill, K. Shirono, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology and Testing IX aus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 16, Seite 126-135
Herausgeber: World Scientific New Jersey,
84 Edition
, 2012
T. J. Esward, C. Matthews, S. Downes, A. Knott, S. Eichstädt and C. Elster
In F. Pavese, M. Bär, J.-R. Filtz, A. B. Forbes, L. Pendrill, K. Shirono, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology and Testing IX  aus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 19, Seite 143-151
Herausgeber: World Scientific New Jersey,
84 Edition
, 2012
O. Bodnar, G. Wübbeler and C. Elster
Metrologia, 48(5),
333--342,
2011.
C. Elster and B. Toman
Metrologia, 48(5),
233--240,
2011.
G. Wübbeler, P. M. Harris, M. G. Cox and C. Elster
Metrologia, 47(3),
317--324,
2010.
S. Eichstädt, A. Link, T. Bruns and C. Elster
Measurement, 43(5),
708-713,
2010.
A. Link and C. Elster
Measurement Science and Technology, 20(5),
055104,
2009.
C. Elster and B. Toman
Metrologia, 46(3),
261--266,
2009.
I. Lira, C. Elster, W. Wöger and M. G. Cox
In F. Pavese, M. Bär, J.M. Limares, C. Perruchet, N.F. Zhang, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology VIIIaus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 31, Seite 213
Herausgeber: World Scientific New Jersey,
78 Edition
, 2009
G. Wübbeler, A. Link, T. Bruns and C. Elster
In F. Pavese, M. Bär, J.M. Limares, C. Perruchet, N.F. Zhang, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology VIIIaus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 52, Seite 369-374
Herausgeber: World Scientific New Jersey,
78 Edition
, 2009
C. Elster and A. Link
In F. Pavese, M. Bär, J.M. Limares, C. Perruchet, N.F. Zhang, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology VIIIaus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 13, Seite 80-89
Herausgeber: World Scientific New Jersey,
78 Edition
, 2009
G. Wübbeler, M. Krystek and C. Elster
Measurement Science and Technology, 19(8),
084009,
2008.
C. Elster and A. Link
Metrologia, 45(4),
464-473,
2008.
I. Lira, C. Elster and W. Wöger
Metrologia, 44(5),
379--384,
2007.
C. Elster, W. Wöger and M. G. Cox
Metrologia, 44(3),
L31--L32,
2007.
C. Elster, A. Link and T. Bruns
Measurement Science and Technology, 18(12),
3682-3687,
2007.
C. Elster
Metrologia, 44(2),
111--116,
2007.
C. Elster, F. Schubert, A. Link, M. Walzel, F. Seifert and H. Rinneberg
Magnetic resonance in medicine, 53(6),
1288--96,
2005.
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