Door meten tot weten

Reading time: 3 minutes

Author:

Marcel Pelgrom schrijft deze column op persoonlijke titel.

Het motto van Kamerlingh Onnes ’door meten tot weten‘ is misschien wel de meest kernachtige samenvatting van de basis van het wetenschappelijk denken. Vermoedens, theorieën en hypotheses kunnen pas de status van wetenschappelijke uitspraak krijgen als ze door een experiment en meting zijn onderbouwd. Ofschoon je zou denken dat zo‘n uitspraak na een eeuw technische evolutie in onze genen ligt verankerd, lijkt de vaardigheid om door meting en evaluatie tot dieper inzicht te komen verder weggezakt dan ooit. De kennis en ervaring om door een experiment zinvol en zinloos denken te scheiden, is in verval. Op hbo- en universitair niveau zijn vakken als instrumentatie en meettechniek al jaren op hun retour, terwijl juist een accurate en betrouwbare meting noodzakelijkerwijs het sluitstuk van elke voorgestelde innovatie moet zijn.

Jonge ingenieurs sluiten ruig allerlei pc-gestuurde meetapparaten op hun proefopstelling aan, zonder dat ze feitelijk weten waarnaar ze op zoek zijn en op welke manier hun meting de proefopstelling zelf verstoort. Klakkeloos nemen ze aan dat het getalletje in zeven decimalen op de pc-gestuurde interface ook werkelijk iets zegt over de te meten grootheid. De opdracht om een elektrische weerstand te meten met een spannings- en stroommeter met beperkte impedantieniveaus zou hun de ogen kunnen openen. Deze basis van meettechniek ontbreekt echter. Enig idee over significantie van de uitkomsten is er niet. Het volgende probleem is voor hen onoplosbaar, voor u ook?

Een gesloten doosje met twee klemmen gedraagt zich elektrisch als een spanningsbron van 1 V met een serieweerstand van 1 Ω. Dat is volgens het Norton-theorema equivalent aan een stroombron van 1 A met een parallelweerstand van 1 Ω. Hoe meet je welke schakeling in dit doosje zit? De oplossing vindt u hieronder.

Fabrikanten van meetapparaten versterken de trend. Zij ontwerpen fraaie maar vaak onlogische bedieningsmenu‘s, terwijl de feitelijke kwaliteit van het meetapparaat achteruitgaat. Met mooie digitale oscilloscopen kun je allerlei fratsen uithalen maar de meervoudige bemonstering verdoezelt signaalproblemen en compliceert de interpretatie. Een ouderwetse buisoscilloscoop laat subtiele details zien zonder zelf iets aan de meting toe te voegen. Als je een vervormingvrije signaalbron nodig hebt, dan is het treurnis bij het huidige instrumentariumaanbod. Prachtige ergonomische knoppen maar een oude buizenoscillator is 20 tot 30 dB beter. HP gebruikt zijn goede naam liever voor de pc-verkoop dan voor de meetapparatuur waarmee ze groot zijn geworden.

Het meetprobleem begint de gewone consument op te vallen. Wie een software-update op zijn Ipod laadt, moet niet verbaasd zijn dat hij vervolgens de hele boel naar de klantenservice moet brengen. Zou iemand bij Apple die update zelf hebben geïnstalleerd?

De bedrijfsmatige aanpak van experiment en evaluatie is ook voor verbetering vatbaar. Twintig tot dertig manjaar voor een prototype is niet ongewoon. Daarna de evaluatie in anderhalve maand door twee onervaren krachten laten doen, is ook de normaalste zaak van de wereld. Natuurlijk, een evaluatie kost gewoon geld. En wat bereik je ermee? Een prototype kun je aan een klant tonen want ook die zal slechts zelden naar een evaluatierapport vragen. Toch is een goede evaluatie cruciaal voor de nazorg en legt het vaak de basis voor verdere innovatie. De hijgerige trend om veranderingen door te voeren zonder fatsoenlijke evaluatie zal een bedreiging vormen voor een gezonde groei van onze kenniseconomie.