际应用讲座_二_测量不确定度的评定方法.pdf

'计一培训测量不确定度实际应用讲座二侧量不确定度的评定方法口中国计科学研究院肖明用文依据,,,,,,七,,,式中⋯为自变量或输人量被测量为因本“,。个国际组织于卯年制定并于卯年修订的测量变量函数或愉出量它们都是真值的函数关系如果为不确定度表达指南。,山甲耽‘的输人估计值则输出估计值即为被测量的测量结果为”,二,,,对测量不确定度的计算和表达方法作一介⋯动⋯⋯。,绍计算中尽力作到剔除含有粗差的异常值修正含有系常用术语与定义。统误差的测得值测量不确定度面卜与测量结果类标准不确定度,。,相关联的参数表征合理地赋予被测量值的分散性设式中的某个为多次独立重复测量的算术平均标准不确定度颐】咖用标准偏差估计值值。。表示的不确定度在同条件,得值,,⋯,。,可算得下对进行次独立测量兰类标准不确定度甲心或标准不二二。,,一,,。二。一,咖’残差⋯用贝塞尔公旧确定度的类计算方法勺详山司‘画一式可算得单个测得值的类标准不确定度⋯面对一系列测得值进行统计分析计算得到的标准偏差。一比,。、,。幼而的类标准不确定度互丁自由度估计值、一。,、所以估计值类标准不确定度及其自由度分别类标准不确定度祀山司或标准不为确定度的类计算方法”邓以坛司,二,‘二,⋯⋯面不同于对一系列测得值进行统计分析计算得到的标设。为,。。待求向量中的一个参数准偏差估计值,,,,,,在不同条件下进行次测量得值⋯或得向量伍合成标准不确定度翻山田心用方耐一而已知其协方差阵为,或相关权逆阵为,二。差和协方差算出的测量结果的标准偏差估计值一’,,已知测量设计阵为用最小二乘法可求得估计扩展不确定度习阵面测量结果分散区间一一一,,,,值向量勺勺、残差向量卜则的量值期望合理地赋予被测量值以较高的置信水平落人、一,。向量中权为的元素的类标准不确定度为【勺该区间中一,,一。,‘、’左所,自由度以估计值类标准不任喝覆盖因子俪为获得扩展不确定度对合成。确定度及其自由度分别为标准不确定度所乘的数值,‘。,、。⋯⋯自由度《目锐伐妇和的项数减去该和中各项满了不,一一’。足的约束条件数。式中为矩阵勺中的第一行第一列元素置信水平分布区间中所具有的概类标准不确定度率。设式中某个分散区间的半宽度可以估计得出,又常称为的误差界限,区间一,中的置信水测模型二,。二,,⋯,、⋯⋯平可以建立方差与之间的关系为粉称为,。置信因子该值取决于分布见表若视为扩展不确定 度,则就是覆盖。可求得的类标准不确定度为,对有关材料因子来源于已知的信息以前的测量数据,,、二八⋯⋯和仪器性能的了解说明书中的技术指标标准检定或其若进一步估计出的相对标准不确定度,则可求它证书中提供的数据。设为某一信息提供的量值、扩展、。,』、得的自由度为不确定度覆盖因子和自由度则估计值类标准不确定度和自由度分别为,二,八,,⋯⋯例已知某测量仪器在某个特定点上的最大允许误差为表类标准不确定度,该仪,。器合格求类标准不确定度,。解误一差分散区间中的概率为分布,,正态‘二盯①若明确误差在区间中的分布则可根据表选出对应卯三角拓可拓的,禅形乒,的盯②不明确分布但可估计出误差出现可能性的概况绝对值小的误差出现的概率大,表示,均匀石盯行凸分布尽正弦拒盯扼了万,可从丫了一选’两点,,二大小误差出现机会相同表示均匀分布护了,,、,表中梯二’月,鉴绝对值大的误差出现概率大表示凹分布厂了形分布【俘为梯形上底与,,户。下底之。二,二,可从厂了一选比日时了为三角分布俘时,,二丫万,为均匀分布丫厂百卿时,二。此外,椭圆③对分布一无所知可取折衷的均匀分布假设。分布的。两个独立均匀分布之和为梯形分布,两个相同丫了,一。独立均匀分布之,两个相同独立三角分布之和④仪器说明书中已给出则无需进行①③的估计和为三角分布,,。在分布,,当已选定则在特定点上测得值的类标准不确定为极近正态分布取和的过程中其值逐渐增大。』。表中正态分布的最大度为八,,,。,用』一』若仪器说明书中除给出外并给出了自由度则劝的正态分布及中的置信水平估计出,』二,。,,或进,自由度若给出或估出的相对标准不确定度一步估计出八见表若能估计出的相对标准不确定度或相对标准偏差户,则可得到则自由度为,的类标准。二不确定度及其自由度分别为下二八⋯⋯号《杯于这种估计,,,’开始是困难的今后随着人们普遍注意给出有于上华辫,困难将会。,‘、蜀,关信息不断减少尽管开始可能粗糙一些但毕竟总算有。了这种估计表与正态分布有关的类标准不确定度合成标准不确定度由式,无论各是何种分布,只要方差存在,的合成标准不确定度满足下式创刀几乙矛乙乙,,、、⋯⋯二二二‘、,,⋯,⋯⋯。式中为第个输人值的或类输入标。刀准,、不确定度为贡献到的输出标准不确定度,,」的相关系数,,对应式分量为与当其为零时有 计培训表,数值表几⋯、⋯⋯‘称心祀,为灵敏度系数求解方法有,,自由度置信水平四力兑①式为线性,‘的系数即为,。。函数时②当为非线性函数时,则为偏导数的值,二入玫。。。③,⋯,‘十,⋯,一,⋯,数值计算,,么』叉⋯。④、,令其变化△,测出对应输出值变只改变输人值卜伪化△,则△△。佣犯一一由韦尔奇萨特思韦特阮公式可求肠得的有效自由度仍·丽仍一扩等丽、洪在基本计量研究基本物理常数测量和有关国际单位。。供制,的国际比对中常用合成标准不确定度和自由度表征测量结果的质量。仍。扩展不确定度。。为,,了对被测量进行区间估计或给出的分散区间、、,的以满足工业商业卫生和安全等领域的要求将合成标准伪不确定度乘以覆盖因子以得到扩展不确定度·。⋯⋯区间一,具有较高的置信水平,肠可以选定或或其它但和作为一个整体。。肠。,,,给出我国的习惯选为而美国选为但美国指出当。,。自由度小于时是不合适的。叹】。’加,月目更一般的方法查表得到值其原理是无论输人值侧洲】日】仪洲】洲】、,只要各个‘的差异不是,的分散是何种分布显著的或者说,,比仄小得多则由中心极限定理可知实例,。,一一极近于正态分布而近于分布用二等量块和乌氏干涉仪组成的标准装置检定名义值,一。二一。概率为的分位数就是置信水平的置信因子的,示为三等量块其标准不确定度和自由度如下所、,这就是。用来求扩展不确定度的覆盖因子所以。⋯⋯①干涉仪读数,、,可以利用和分布,个别不满足中心极限定理条件的情况②,标准量块加,。的卷积定理求解值而不应用表③。二,。滤光片中心波长报告不确定度④定标时的读数‘二,。,凡报告测量结果时还需用位或者位有效数字报⑤线膨胀系数差二,、二告不确定度⑥湿度差二,、可,,以报告合成标准不确定度及其自由度缺少信息时则合成标准不确定度。也可暂不报告自由度’左,,或者也可报告扩展不确定度但必须同时报告覆盖因’月二。,。子信息较多时可再报告自由度以及置信水平 计量培训自由度项误差全为正态分布以及各单项误差限具有相同的置信水平,这样计算才是理论严格的,和指南》无矛盾。由于限一礴矛犷矛如,,。加万万一花厂泛万厂制条件较多未必全能满足增加了该法的近似性但由于对标准要求不同,该法可,以在某些场合近似应用但却不等于二。一《兮刃能够推广到任何场合都可应用广义方和根法将单项误差限除以置信因子转换为标选取置信水平,覆盖因子查表准偏差,取平方和再开平方根获得合成标准不确定度如果。,相关则再考虑相关,这种方法对是何分布没有要求,理论较则扩展不确定度为为严格,除,。了名词稍异实质上和指南非常一致,卯二拌任何严格的理论用于实践总会产生一定程度的近似。,。,满足规程不大于拜的要求性指南》也不例外因此不能说成近似的算法都是错建标算法的评价,只是好或不好的程度稍异而。,误的己上述两种算法显然后在我,。国计量建标报告中计算不确定度的主要方法有者优于前者、“方和根法利用单项误差限的平方和再开平方根获得选自倪育才论文二等量块标准装置测量不确定度扩展不确定度。这除,还要求各单”。了要求各单项误差独立外估算,、尸、尸尸尸尸卜尸卜、、、、立乞乞,尸二护之叮卜恋合念之之二之之》立气之之二,二念全,二叹乙少立之之立乞之二》之二卜》之》合二乞〕合合乙二卜》合》乙》合合之叮卜己‘护办本刊讯中国测试技目术“八同位素金属板材测厚仪通过鉴定检测及质量像体摄机评价性能固收验定术鉴和家研通专项过技究研究院承担的国家”五攻关项目专题《固体摄“”,本刊讯中国测试技术研究院研制的同位素金属板材测厚仪最像机性能评价及质量检测。近在成都通过了由国家技术监督局综合计划科技司主持的专家鉴定技术研究于年月,该项目于叭年立项首台样机现已顺利安装在西南铝加工厂日在成都通过了国家技术,。纵切轨机线上运转良好据悉国产金属板材测厚仪成功应用于在线监监督局综合计划科技司组织测,尚属首例。与会专家对测厚仪的研制成功给予了充分肯定,认为其技。的结题验收和专家鉴定、、、,术先进功能齐全操作方便性能可靠能客观真实地测量板材厚度和该项目研究工作始于。准确地判断料头料尾的超差长度,卯年初在短短的两年半,该测厚仪的研制成功填补了我国轧板行业国产的板厚在线监测装,时间内专题课题组做了大量备,,可为我国空白其技术指标已达到叨年代国际同类产品的先进水平,技术工作成功研制出一套用口,节省外。冶金行业在线测厚装备逐步实现替代进汇起到重要作用于对摄像机各项性能进行综合评价的数字式检测装,受置,标物中心通过法定计量检定机构考核到与会专家的一致好评认为一日,国家标物中心经过,该专题研究的摄像机数字式本刊讯年月日天的考评、。检测方法及装置具有客观准通过了法定计量检定机构考核、确、快速、准确度高等特点,较由国家局计量司赵彤副司长带队名专家组成的考评组对国家标物中心之目前通用的模拟式检测方进行了考核。考评组对中心计量基准、标准及配套设备实验室环境条件检测,法具有明显的先进性,达到了原始记录检定证书等中心法律地位文件以及《质量手册的编制及执行情况进,。国际年代先进水平,对于行了全面检查并对检定人员进行了理论和实际操作考核考评组肯定了中心多年来认真严谨的,,提高我国广播电视的播出质工作作风检测人员较高的工作水平和优良的工作环境并、。。对中心今后进一步规范化科学化管理提出了有价值的意见和建议量具有重要作用'