지시 오차(Reading Error/Accuracy) vs. 정밀도(Precision)

가스감지기 등에서 지시 오차(Reading Error/Accuracy)와 정밀도(Precision)는 가스감지기 테스트 결과보고서에서 혼용하기 쉬우나, 엄밀히 말하면 서로 다른 공학적 개념이다. PSM 보고서 작성 시 이 둘을 명확히 구분하여 기술한다.

 

 

 

지시 오차(Reading Error/Accuracy) vs. 정밀도(Precision)

개념의 정의 및 차이 (Definition and Differences)

1.지시 오차 (Reading Error / Accuracy)

• 지시 오차 (Reading Error)란 가스감지기에 특정 농도의 표준 가스(Standard Gas)를 주입했을 때, 감지기가 표시하는 지시값(Reading Value)이 표준 농도(참값)로부터 벗어난 정도를 백분율(%)로 나타낸 상대 오차(Relative Error)를 의미한다.
• 이는 기기의 정확도(Accuracy)를 측정하는 척도이며, PSM 이행 점검 시 인화성 가스 ±25%, 독성 가스 ±30% 이내인지 판정하는 직접적인 기준이 된다.
• 보고서 적용: "표준 가스 20% LEL 주입 시 감지기가 22% LEL을 지시했다면, 지시 오차는 +2% LEL(또는 상대 오차 +10%)이다."

2. 정밀도 (Precision / Repeatability)

• 정밀도는 '동일한 조건에서 반복 측정했을 때 측정값들이 얼마나 서로 일관되게 나타나는가'를 의미한다. 즉, 값의 산포(Dispersion) 정도를 나타낸다. 아무리 정확도가 낮아도(오차가 커도), 반복 측정 시 같은 값이 나온다면 정밀도는 높은 것이다.
• 보고서 적용: "표준 가스를 3회 반복 주입했을 때 지시값이 22%, 22%, 21%로 일정하게 나타난다면 정밀도가 높다고 판단한다."

 

 

PSM 기준에서의 해석 (Interpretation in PSM)

PSM에서 언급하고 있는 정밀도 기준인 인화성 ±25%, 독성 ±30%라는 기준은 엄밀히 말하면 '지시 오차의 허용 범위(Tolerance)'를 의미한다. 현장에서는 이를 통칭하여 '정밀도 기준'이라 부르기도 하지만, 결과보고서에는 다음과 같이 표현하는 것이 기술적으로 더 정확하다.

• 표현 예시: "가스감지기 작동 상태 점검 결과, 지시 오차가 법적 허용 범위(±25%) 이내에 있으므로 적합함."

 

 

수식에 의한 비교 (Mathematical Comparison)

보고서 작성 시 지시 오차(상대 오차)와 정밀도(반복성)를 구분하는 관련식과 기재하는 방법은 다음과 같다.

1. 상대 지시 오차 (Relative Reading Error) 또는 지시 오차율 (Reading Error Rate, %) 산출

• Eᵣ = |(Vᵣ - Vₛ) / Vₛ| * 100

       - (여기서 Eᵣ은 상대 지시 오차(Relative Reading Error, %), Vᵣ은 감지기 지시값(Reading Value), Vₛ은 표준 가스 농도(Standard Concentration)이다.)

• 측정 데이터: 표준 가스 50% LEL 주입 시 지시값 45% LEL
• 산출식: |(45 - 50) / 50| * 100 = 10%
• 기재 내용: "상대 지시 오차 10%로 법적 허용 기준(±25%) 이내에 해당함."

2. 정밀도(반복성) 산출 (Precision Calculation)

• Pᵣ = (Vₘₐₓ - Vₘᵢₙ) / Vₐᵥₑ * 100

       - (여기서 Pᵣ은 정밀도(Precision), Vₘₐₓ/Vₘᵢₙ은 반복 측정 중 최대/최솟값, Vₐᵥₑ은 측정 평균값이다.)

• 측정 데이터: 1회차 45%, 2회차 44%, 3회차 45% (평균 44.7%)
• 산출식: |(45 - 44) / 44.7| * 100 = 2.2%
• 기재 내용: "반복 측정 시 편차율 2.2%로 측정 데이터의 높은 재현성을 확인함.“

 

 

요약 및 결론 (Summary)

가스감지기 테스트 결과보고서 작성 시 지시 오차와 정밀도를 아래와 같이 엄격히 구분하여 적용한다.

구분 (Category)	지시 오차 (Relative Error)	정밀도 (Precision)
핵심 정의	표준 가스 참값 대비 측정값의 상대적 오차율	동일 표준 가스 반복 측정 시 측정값의 산포도(재현성)
PSM 합격 기준	인화성 ±25%, 독성 ±30% 이내	반복 측정 결과가 허용 오차 범위를 일관되게 만족
보고서 기재 내용	실제 계산된 상대 오차율(%)	반복 시험 시의 평균값 및 편차

 

 

 

1. 지시 오차 (Relative Error)의 기술적 정립

PSM 현장 점검에서 가장 중요한 합격 판정 기준이다. 앞서 정정한 바와 같이, 단순히 값의 차이가 아닌 표준 가스 농도(Vₛ)에 대한 상대적인 비로 산출한다.

• 적용 목적: 기기 센서가 표준 가스를 얼마나 정확하게 감지하고 디지털/아날로그 값으로 변환하는지 확인한다.
• 기준 적용: 인화성 가스는 25% 이내, 독성 가스는 30% 이내여야 하며, 이를 초과할 경우 기기 내부 교정(Calibration)을 재실시한다.

2. 정밀도 (Precision)의 기술적 정립

정밀도는 기기의 신뢰성을 입증하는 데이터이다. 기기가 매번 다른 값을 지시한다면, 교정을 거치더라도 공정 현장에서 인터록(Interlock) 시스템이 오작동할 위험이 있다.

• 적용 목적: 측정값의 안정성(Stability)과 반복성(Repeatability)을 입증한다.
• 기준 적용: 일반적으로 3회 이상 반복 측정하여 평균값에서 벗어나는 표준편차(S)가 허용 범위 내에 있는지 확인한다.

3. 종합 결론 (Overall Conclusion)

• 지시 오차는 기기의 '상태값(Accuracy)'을 평가하여 PSM 법적 기준 통과 여부를 판정하는 수치이다.
• 정밀도는 기기의 '지속적인 성능(Stability)'을 증명하여 설비 신뢰성을 보증하는 수치이다.
• 두 항목 모두 보고서에 포함하되, 법적 점검 항목의 핵심은 상대 오차(Relative Error)에 근거한 합격 판정임을 명시한다.