【完全図解】計測の基本｜測定・計量・計数の違いと「真の値」に近づくための原則を初心者向けに徹底解説

品質管理の世界では、「測る」という行為がすべての基本になります。

製品の寸法、重さ、温度、時間…。これらを正しく測れなければ、「良い製品」と「悪い製品」を区別することすらできません。

でも、「計測」「測定」「計量」「計数」という似たような言葉が出てきて、違いがよくわからない…という方も多いのではないでしょうか？

この記事では、計測の基本用語から、正確な測定を行うための原則まで、初心者の方にもわかりやすく解説していきます。

品質管理・品質保証に関わるすべての人に必要な知識ですので、ぜひ最後までお読みください。

計測・測定・計量・計数の違い

まずは、混同しやすい4つの用語の違いを整理しましょう。

「計測」が最も広い概念

結論から言うと、「計測」が最も広い概念で、他の3つを含んでいます。

イメージとしては、「計測」という大きな傘の下に、「測定」「計量」「計数」がぶら下がっている感じです。

4つの用語の定義と具体例

「測定」と「計量」の違いに注意

特に紛らわしいのが「測定」と「計量」です。

どちらも「量を測る」という点では同じですが、決定的な違いは「法律が関係するかどうか」です。

「計数」は整数で数えること

「計数」は他の3つとは少し性質が異なります。

測定・計量が「連続量」（長さ、重さ、温度など）を扱うのに対し、計数は「離散量」（個数）を扱います。

不良品は「3.5個」とは数えませんよね。「3個」か「4個」か、整数で数えます。これが計数です。

真の値と測定値｜なぜ測定には必ず誤差があるのか？

測定をするとき、私たちは「真の値を知りたい」と思っています。

でも、残念ながら真の値を完全に知ることは不可能です。これは測定の世界の大前提です。

「真の値」と「測定値」の違い

的を射るゲームに例えると、「真の値」は的の中心、「測定値」は実際に矢が刺さった場所です。

どんなに上手な人でも、完全に中心に当て続けることは不可能ですよね。測定も同じです。

誤差の2つの種類｜系統誤差と偶然誤差

誤差には大きく分けて2つの種類があります。

系統誤差（かたより）のイメージ

系統誤差は、「狙いがずれている」状態です。

たとえば、はかりの目盛りがもともと「+5g」ずれていたら、何度測っても5g重く表示されます。これが系統誤差です。

系統誤差は原因を特定できれば除去できます。はかりを校正すれば、このずれはなくなります。

偶然誤差（ばらつき）のイメージ

偶然誤差は、「狙いは合っているが、ブレがある」状態です。

同じものを何度測っても、微妙に値が変わることがありますよね。これは測定者の目の位置、部屋の温度変化、機器の微細な振動など、無数の原因が重なって起こります。

偶然誤差を完全になくすことはできませんが、複数回測定して平均をとることで影響を小さくできます。

正確さと精密さの違い｜的当てゲームで理解する

測定の品質を語るとき、「正確さ（accuracy）」と「精密さ（precision）」という2つの言葉がよく使われます。

この2つは混同されやすいですが、まったく別の概念です。的当てゲームで考えるとスッキリ理解できます。

正確さ＝真の値にどれだけ近いか

正確さ（accuracy）は、測定値の平均が真の値にどれだけ近いかを表します。

的当てで言えば、「複数の矢の中心が、的の中心にどれだけ近いか」です。

正確さが低いのは系統誤差（かたより）が大きい状態です。狙いがずれています。

精密さ＝測定値のバラつきの小ささ

精密さ（precision）は、複数の測定値がどれだけ一致しているかを表します。

的当てで言えば、「複数の矢がどれだけ近くに集まっているか」です。的の中心に当たっているかどうかは関係ありません。

精密さが低いのは偶然誤差（ばらつき）が大きい状態です。

4つのパターンを比較

SI単位系｜世界共通の「ものさし」

測定には「基準」が必要です。長さを測るには「1メートル」が何を意味するか、みんなが同じ認識を持っていなければなりません。

この「世界共通の基準」を定めているのがSI単位系（国際単位系）です。

SI単位系とは？

SIは、フランス語の「Système International d'unités」の略で、日本語では「国際単位系」と呼ばれます。

世界中の科学者・技術者が同じ「ものさし」を使えるように、国際度量衡総会（CGPM）で決められた単位系です。

7つのSI基本単位

SI単位系には7つの基本単位があり、他のすべての単位はこれらから導かれます。

SI組立単位の例

7つの基本単位を組み合わせて作られる単位を「SI組立単位」と呼びます。

このように、すべての単位は7つの基本単位の組み合わせで表現できます。これがSI単位系の美しさです。

測定の5原則｜正確な測定を行うために

どんなに良い測定器を使っても、使い方を間違えれば正確な測定はできません。

正確な測定を行うための「測定の5原則」を紹介します。

原則①：同一条件で測定する

測定するたびに条件が変わると、結果も変わってしまいます。

温度、湿度、測定位置、測定姿勢など、できる限り同じ条件で測定することが大切です。

原則②：正しい測定方法を用いる

測定器ごとに正しい使い方があります。取扱説明書や作業標準書に従って測定しましょう。

「なんとなく」で測定していると、思わぬ誤差が生じることがあります。

原則③：校正された測定器を使う

測定器は使っているうちに少しずつ狂いが生じます。

定期的に校正（較正）を行い、正しい値を示すことを確認しましょう。校正されていない測定器で測っても、その値は信頼できません。

原則④：熟練した測定者が行う

同じ測定器を使っても、測定者によって結果が変わることがあります。

目盛りの読み方、測定器の当て方、力加減など、経験による差は意外と大きいものです。重要な測定は熟練者が行い、新人には十分な教育・訓練を行いましょう。

原則⑤：測定環境を管理する

温度、湿度、振動、ほこりなど、測定環境が結果に影響を与えます。

精密な測定を行う場所では、空調管理、防振対策、クリーンルームなどの環境整備が必要です。

トレーサビリティ｜測定の「信頼の連鎖」

測定の5原則の③で「校正された測定器を使う」と説明しました。

では、校正に使う「基準」は、どうやって正しさを保証しているのでしょうか？

その答えが「トレーサビリティ」です。

トレーサビリティとは？

トレーサビリティ（traceability）とは、測定値を国際標準（SI単位）まで切れ目なくたどれることを指します。

「この測定器は、どの基準に基づいて校正されているか」を追跡できる状態です。

なぜトレーサビリティが重要なのか？

トレーサビリティがあることで、世界中のどこで測定しても、同じ結果が得られるという保証になります。

たとえば、日本の工場で作った部品がアメリカの工場で使われるとき、寸法の「1mm」が同じ意味でなければ困りますよね。

トレーサビリティの連鎖があることで、国際的な取引でも測定値が信頼されるのです。

日本におけるトレーサビリティの仕組み

日本では、産業技術総合研究所（産総研/AIST）が国家標準を維持・管理しています。

企業の測定器は、この国家標準にトレーサブル（追跡可能）な形で校正されることで、信頼性が保証されます。

まとめ｜計測は品質管理の出発点

この記事では、計測の基本について解説してきました。最後に、ポイントをまとめます。

「測れないものは管理できない」と言われます。品質管理のすべては、正確な測定から始まります。

今回学んだ基本を押さえて、信頼できる測定を行っていきましょう。