정확도

특정한 분석법을 시행하여 얻어지는 측정값에는 항상 오차(error) 혹은 불확정도(uncertainty)가 포함되어 있다. 즉 모든 측정은 많은 불확정도에 의해 영향을 받으며 그 불확정도는 결코 완전히 제거할 수 없음으로 어떤 양에 대한 참값은 정확히 알 수 없다.

정확도(accuracy)는 특정 분석법을 통해 측정한 값(measured value)이 참값(true value) 혹은 인정된 값(accepted value)과 얼마만큼 일치하는지를 나타내는 정확성에 관한 척도이다.¹ 만약 정확한 값이 알려진 표준(standard)이 존재하는 경우라면 분석을 통해 얻은 측정값과 표준물질의 알려진 값과의 차이가 정확도이다. 이와 달리 정밀도(precision)는 동일한 방법으로 측정한 여러 값이 얼마나 서로 일치하는지의 정도를 나타내는 재현성(reproducibility)의 척도이다.

일반적으로 동일한 실험 조건에서 반복적으로 측정하여 얻은 값은 정규 분포를 갖게 된다.

그림 1. 정확도와 정밀도()

이때 측정한 값의 평균값과 참값(그림의 reference value)의 차이가 크면 정확도가 낮고 작으면 정확도가 높다고 하고, 측정한 값의 정규 분포 폭(표준편차)이 크면 정밀도가 낮고 작으면 정밀도가 높다.²

목차

정확도는 절대 오차 혹은 상대 오차로 표현된다.

어떤 양의 측정에서 절대 오차(absolute error: E_a) 혹은 고정 오차(bias)란 다음과 같이 나타낼 수 있다.

E_a = x_i - x_t

여기서 x_i 는 특정 분석법으로 반복 측정하여 얻은 평균값이며 x_t는 참값 또는 인정된 값이다.

일반적으로 상대오차는 절대오차보다 더 유용하다. 퍼센트 상대오차(E_r)는 다음과 같이 나타낸다.

E_r = (x_i - x_t)/x_t x 100%

화학분석은 적어도 두 가지 종류의 오차에 의해 영향을 받는다.

불가측 오차(indeterminate error)라고도 하며 물리적 화학적으로 조절할 수 없는 수많은 변수에 의해 발생하며 측정 실험의 부정밀성을 나타낸다. 동일한 측정을 무수히 반복하면 그 측정값들의 분포는 위의 그림과 같이 가우스 곡선(Gaussian curve) 혹은 정규오차 곡선(normal error curve)의 형태를 나타낸다. 따라서 계통 오차없이 우연 오차만 포함된 경우 측정을 무수히 반복하면 그 측정의 평균값은 참값과 사실상 같다.

가측 오차(determinate error)라고도 하며 일정한 값을 가지며 특정한 원인을 가지고 있다. 측정을 무수히 반복한다면 계통 오차의 존재는 측정에서의 절대 오차 혹은 고정 오차로 나타난다. 계통 오차의 원인으로는 기기 오차, 방법 오차, 개인 오차 등이 있다. 측정법에서 나타나는 고정 오차를 찾아내는 가장 좋은 방법은 측정하고자 하는 분석대상물의 양을 정확히 알고 있는 표준 기준물질(standard reference material, SRM)을 이용하여 측정한 후 측정값이 알려진 값과 일치하는지 여부를 확인하는 것이다.