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文檔簡介
三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核中有關(guān)技術(shù)問題,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立、考核、使用、監(jiān)管等是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作,涉及計(jì)量技術(shù)理論和應(yīng)用的方面。隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些基礎(chǔ)性的國際建議、國家規(guī)范等發(fā)生較大變化,包括計(jì)量術(shù)語及定義、測量不確定度評定等。因此,新版考核規(guī)范重新修訂了附錄C,對其進(jìn)行了重新規(guī)定。,16:42:56,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核中有關(guān)技術(shù)問題(一)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性(二)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性(三)檢定和校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定(四)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證(五)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評價(jià)(六)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖,16:42:56,(一)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性(附錄C.1),16:42:56,C. 1 檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性C. 1. 1 檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性是指在重復(fù)性測量條件下,用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對常規(guī)被檢定或被校準(zhǔn)對象(以下簡稱被測對象)重復(fù)測量所得示值或測得值間的一致程度。通常用重復(fù)性測量條件下所得檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的分散性定量地表示,即用單次檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差()來表示。檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性通常是檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度來源之一。,16:42:56,C. 1. 2 檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性試驗(yàn)方法在重復(fù)性測量條件下,用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對被測對象進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)測量,若得到的測得值為 (i = 1, 2 ,n,則其重復(fù)性 按下列公式計(jì)算:式中: 個(gè)測得值的算術(shù)平均值;重復(fù)測量次數(shù),應(yīng)當(dāng)盡可能大,一般應(yīng)當(dāng)不少于10次。如果檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性引人的不確定度分量在檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度中不是主要分量,允許適當(dāng)減少重復(fù)測次數(shù),但至少應(yīng)當(dāng)滿足6 。,(C.1),16:42:57,16:42:57,C.1.3 被測對象對測得值的分散性有影響,特別是當(dāng)被測對象是非實(shí)物量具的測量儀器時(shí),該影響應(yīng)當(dāng)包括在檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性之中。在測量不確定度評定中,當(dāng)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果由單次測量得到時(shí),由公式(C.1)計(jì)算得到的檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性直接就是檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的一個(gè)不確定度分量。當(dāng)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果由N次重復(fù)測量的平均值得到時(shí),由檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性引人的不確定度分量為: = ,16:42:57,C.1.4 被檢定或被校準(zhǔn)儀器的分辨力也會影響檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性。在測量不確定度評定中,當(dāng)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性引人的不確定度分量大于被檢定或被校準(zhǔn)儀器的分辨力所引人的不確定度分量時(shí),此時(shí)重復(fù)性中已經(jīng)包含分辨力對檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的影響,故不應(yīng)當(dāng)再考慮分辨力所引人的不確定度分量。當(dāng)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性引人的不確定度分量小于被檢定或被校準(zhǔn)儀器的分辨力所引人的不確定度分量時(shí),應(yīng)當(dāng)用分辨力引人的不確定度分量代替檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性分量。若被檢定或被校準(zhǔn)儀器的分辨力為,則分辨力引人的不確定度分量為0.289。,16:42:57,16:42:57,C.1.5 對于常規(guī)的計(jì)量檢定或校準(zhǔn),當(dāng)無法滿足10時(shí),為了使得到的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差更可靠,如果有可能,可以采用合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差表示檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性,合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差 按公式(C.2)計(jì)算:式中:測量的組數(shù); 每組包含的測量次數(shù); 第組中第走次的測得值; 第組測得值的算術(shù)平均值。,(C.2),16:42:57,由(C.2)計(jì)算得到的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差仍是單次測量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差,若最后給出的測量結(jié)果是若干次測量結(jié)果的平均值,例如N次,則該平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為 = ,(C.2.1),16:42:57,16:42:57,在一些常規(guī)的日常檢定或校準(zhǔn)中,采用合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差也經(jīng)常會有十分好的效果,現(xiàn)在以10 kg砝碼的校準(zhǔn)為例來進(jìn)行說明:10 kg砝碼的校準(zhǔn)一般采用比較測量方法,將作為參考標(biāo)準(zhǔn)的10 kg砝碼和被校準(zhǔn)的10 kg砝碼按ABBA的順序放在質(zhì)量比較儀進(jìn)行比較,測量出兩砝碼的質(zhì)量差。若校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定重復(fù)測量3次,此時(shí)直接采用(C.1)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差無疑是不可靠的。常見的解決辦法是增加測量次數(shù),滿足10。而更為簡便的辦法是無需多做任何測量,只要找出近期校準(zhǔn)過的所有10 kg砝碼的原始記錄,每個(gè)砝碼都有一組三次重復(fù)測量的數(shù)據(jù),此時(shí)應(yīng)可以采用式(C.2)來計(jì)算其合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差 。若近期共校準(zhǔn)過15個(gè)10 kg砝碼,這相當(dāng)于對一個(gè)砝碼進(jìn)行了15組測量,每組3次。這樣做不僅節(jié)省了實(shí)驗(yàn)測量的時(shí)間,同時(shí)所得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差也比較可靠。再利用(C.2.1),就可計(jì)算三次測量平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。= = = 3,16:42:57,檢定或校準(zhǔn)結(jié)果重復(fù)性符合性判定:C.1.6 對于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性應(yīng)當(dāng)直接作為一個(gè)不確定度來源用于檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定中。其結(jié)果應(yīng)當(dāng)滿足開展的檢定或校準(zhǔn)項(xiàng)目的要求。對于已建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn):如果測得的重復(fù)性不大于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測得的重復(fù)性,則重復(fù)性符合要求;如果測得的重復(fù)性大于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測得的重復(fù)性,則應(yīng)當(dāng)依據(jù)新測得的重復(fù)性重新進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度的評定,如果評定結(jié)果仍滿足開展的檢定或校準(zhǔn)項(xiàng)目的要求,則重復(fù)性試驗(yàn)符合要求,并可以將新測得的重復(fù)性作為下次重復(fù)性試驗(yàn)是再合格的判定依據(jù);如果評定結(jié)果不滿足開展的檢定或校準(zhǔn)項(xiàng)口的要求,則重復(fù)性試驗(yàn)不符合要求。,16:42:57,4種不確定度關(guān)系圖,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器(主要配套設(shè)備)的不確定度U1計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度U2檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度U3檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度U4關(guān)系:U1、U2、U3:通常情況下,U1、U2“相當(dāng)”, U2/U3一般為1/31/10更可靠。U3U4,關(guān)于檢定或校準(zhǔn)結(jié)果重復(fù)性的幾點(diǎn)說明,16:42:57,在JJF 1033-2008版中稱為“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性”,而在新版JJF 1033-2016中更名為“檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性”。這一名稱的改變只是回歸該術(shù)語的本意,并不表示其內(nèi)容有任何實(shí)質(zhì)上的變化。,16:42:57,JJF 1001-1998版有兩個(gè)關(guān)于重復(fù)性的術(shù)語,測量儀器的重復(fù)性,測量結(jié)果的重復(fù)性,JJF 1001-2011版將兩個(gè)術(shù)語合并成新的術(shù)語:“測量重復(fù)性”簡稱“重復(fù)性”,定義:在相同測量條件下,重復(fù)測量同一個(gè)被測量,測量儀器提供相近示值的能力,定義:在重復(fù)測量條件下,對同一被測量進(jìn)行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性,16:42:57,在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核的歷史上(1033-2001版和2008版),使用的術(shù)語是“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性”。顯然“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)”本身就是“測量儀器”,因此“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性”應(yīng)屬于“測量儀器的重復(fù)性”。也就是說該重復(fù)性應(yīng)主要來源于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)而不是測量對象。于是結(jié)論是,為得到“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性”,似乎應(yīng)該采用穩(wěn)定的被測對象。,16:42:57,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性,1033-2001版,穩(wěn)定的被測對象,重復(fù)性中未包含被測對象的影響,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性,常規(guī)的被測對象,重復(fù)性中已包含被測對象的影響,檢定和校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性,常規(guī)的被測對象,重復(fù)性中已包含被測對象的影響,1033-2008版,1033-2016版,16:42:57,對于不同的測量點(diǎn),測得的重復(fù)性有可能不同,此時(shí)應(yīng)采用測量范圍內(nèi)最大重復(fù)性。也可以分段給出重復(fù)性,每一分段的重復(fù)性以該分段內(nèi)的最大重復(fù)性表示。對于可以測量多種參數(shù)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)分別對每種參數(shù)進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)。,16:42:57,嚴(yán)格地說,要在完全相同的條件下進(jìn)行兩次重復(fù)測量是不可能的。這里的“相同的操作條件”應(yīng)理解為測量時(shí)的環(huán)境條件應(yīng)牌統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下。而要求“在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測量”也是為了確保測量時(shí)的操作條件基本保持不變。如果測量時(shí)間較長,難免操作條件發(fā)生變化,因此在進(jìn)行重復(fù)性測量時(shí),測量時(shí)間應(yīng)盡可能短。,16:42:57,在進(jìn)行重復(fù)性測量時(shí),從原則上講所有的測量條件均應(yīng)該保持不變。但由于在進(jìn)行不確定度評定時(shí),可能有部分不確定度來源由于信息量缺乏而無法采用B類方法進(jìn)行評定,此時(shí)在進(jìn)行重復(fù)性測量時(shí)應(yīng)該使該不確定度來源所對應(yīng)的影響量在合理范圍內(nèi)改變,使得到的重復(fù)性分量中包含該因素對測量結(jié)果的影響,否則該不確定度分量將會被遺漏。所謂“合理范圍”是指規(guī)程或規(guī)范所規(guī)定的該影響量的允許變化范圍。,16:42:57,反之,如果某一不確定度來源在B類評定中已經(jīng)予以考慮,此時(shí)在進(jìn)行重復(fù)性測量時(shí)應(yīng)該使該不確定度來源所對應(yīng)的影響量保持不變,否則該不確定度分量將會被重復(fù)計(jì)算。不遺漏,也不重復(fù)計(jì)算每一個(gè)不確定度分量,特別是重要的不確定度分量,這是不確定度評定的一項(xiàng)基本原則。,16:42:57,測量對象的選擇為使評定得到的不確定度可用在大多數(shù)的同類測量中,JJF 1033規(guī)定重復(fù)性試驗(yàn)所采用的測量對象應(yīng)是常規(guī)測量對象。所謂“常規(guī)”的測量對象,應(yīng)理解為其本身的短期穩(wěn)定性是絕大多數(shù)的被測對象都能達(dá)到的,而不能采用短期穩(wěn)定性最好的測量對象。這就是為什么在新版JJF1033中將原來的“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性”改名為“檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性”的原因。,16:42:57,(二)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性(附錄C. 2 ),16:42:57,C.2.1 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性是指計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力。因此計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性與所考慮的時(shí)間段長短有關(guān)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)包括計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性和配套設(shè)備的穩(wěn)定性。如果計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)可以測量多種參數(shù),應(yīng)當(dāng)對每種參數(shù)分別進(jìn)行穩(wěn)定性考核。,16:42:57,C.2.2 穩(wěn)定性的考核方法C.2.2.1 采用核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核C.2.2.1.1 用于日常驗(yàn)證測量儀器或測量系統(tǒng)性能的裝置稱為核查標(biāo)準(zhǔn)或核查裝置。在進(jìn)行計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇量值穩(wěn)定的被測對象作為核查標(biāo)準(zhǔn)。采用核查標(biāo)準(zhǔn)對計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性進(jìn)行考核時(shí),其記錄格式可以使用附錄F計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核記錄(參考格式)。,16:42:57,C.2.2.1.2 對于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),每隔一段時(shí)間(大于一個(gè)月) ,用該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一組n次的重復(fù)測量,取其算術(shù)平均值為該組的測得值。共觀測m組(m4)。取m組測得值中最大值和最小值之差,作為新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在該時(shí)間段內(nèi)的穩(wěn)定性。C.2.2.1.3 對于已建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),每年至少一次用被考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一組n次重復(fù)測量,取其算術(shù)平均值作為測得值。以相鄰兩年的測得值之差作為該時(shí)間段內(nèi)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。,16:42:57,C.2.2.2 采用高等級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核C.2.2.2.1 對于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),每隔一段時(shí)間(大于一個(gè)月) ,用高等級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一組測量。共測量m組(m4),取m組測得值中最大值和最小值之差,作為新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在該時(shí)間段內(nèi)的穩(wěn)定性。C.2.2.2.2 對于已建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),每年至少一次用高等級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對被考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量,以相鄰兩年的測得值之差作為該時(shí)間段內(nèi)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。,16:42:57,C.2.2.3 采用控制圖法進(jìn)行考核C.2.2.3.1 控制圖(又稱休哈特控制圖)是對測量過程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的一種圖形記錄。它能判斷測量過程中是否存在異常因素并提供有關(guān)信息,以便于查明產(chǎn)生異常的原因,并采取措施使測量過程重新處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。C.2.2.3.2 采用控制圖法對計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性進(jìn)行考核時(shí),用被考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對一個(gè)量值比較穩(wěn)定的核查標(biāo)準(zhǔn)作連續(xù)的定期觀測,并根據(jù)定期觀測結(jié)果計(jì)算得到的統(tǒng)計(jì)控制量(例如平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、極差)的變化情況,判斷計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。,16:42:57,C.2.2.3.3 控制圖的方法僅適合于滿足下述條件的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn):準(zhǔn)確度等級較高且重要的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn);存在量值穩(wěn)定的核查標(biāo)準(zhǔn),要求其同時(shí)具有良好的短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性;比較容易進(jìn)行多次重復(fù)測量。C.2.2.3.4 建立控制圖的方法和控制圖異常的判斷準(zhǔn)則參見GB/T 4091- 2001 idt ISO 8258: 1991常規(guī)控制圖。,16:42:57,C.2.2.4 采用計(jì)量檢定規(guī)程或計(jì)量技術(shù)規(guī)范規(guī)定的方法進(jìn)行考核當(dāng)計(jì)量檢定規(guī)程或計(jì)量技術(shù)規(guī)范對計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核方法有明確規(guī)定時(shí),可以按其規(guī)定進(jìn)行計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核。C.2.2.5 采用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性考核結(jié)果進(jìn)行考核將計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器每年溯源的檢定或校準(zhǔn)數(shù)據(jù),制成計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性考核記錄表或曲線圖(參見附錄D計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)履歷書中的“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性考核圖表”,作為證明計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量值穩(wěn)定的依據(jù)。,16:42:57,C.2.3 在進(jìn)行計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核時(shí),應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核;若被考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是建標(biāo)單位的次級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),也可以選擇高等級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核;若符合C.2.2. 3.3的條件,也可以選擇控制圖進(jìn)行考核;若有關(guān)計(jì)量檢定規(guī)程或計(jì)量技術(shù)規(guī)范對計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核方法有明確規(guī)定時(shí),也可以按其規(guī)定進(jìn)行考核;當(dāng)上述方法都不適用時(shí),方可采用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性考核結(jié)果進(jìn)行考核。,16:42:57,(三)檢定和校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定(附錄C.3 ),16:42:57,1. 測量不確定度表示指南Guide to the Expression of Uncertainty in the Measurement, 簡稱GUM1993年版1995年修訂版最新版本為ISO/IEC Guide98-3-2008,16:42:57,國際計(jì)量相關(guān)基礎(chǔ)文件發(fā)生較大變化:2. 國際通用計(jì)量學(xué)基礎(chǔ)術(shù)語International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology, 簡稱VIM。第一版 1984第二版 1993第三版 2007(最新版本)JJF 1001-2011,16:42:57,國內(nèi)相關(guān)文件隨之發(fā)生變化:1. 國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范測量不確定度評定與表示JJF 1059-1999 對應(yīng)于GUM1993JJF 1059.1-2012 對應(yīng)于GUM2008JJF 1059.2-2012用蒙特卡洛法評定測量不確定度則是根據(jù)GUM2008的附件制定。2. 國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范通用計(jì)量術(shù)語及定義JJF 1001-1991對應(yīng)于 VIM 1JJF 1001-1998對應(yīng)于 VIM 2JJF 1001-2011對應(yīng)于 VIM 3(最新版本),16:42:57,關(guān)于測量不確定度評定與表示:1993年,經(jīng)過七年的討論,由ISO計(jì)量技術(shù)顧問組第三工作組起草,并以七個(gè)國際組織的名義聯(lián)合發(fā)布了GUM和VIM第二版。為在全世界統(tǒng)一采用測量結(jié)果的不確定度評定奠定了基礎(chǔ),從而取代誤差評定。1995年,發(fā)布了GUM的修訂版。2008年,發(fā)布了新版GUM。,16:42:57,用測量不確定度評定代替誤差評定的原因傳統(tǒng)的誤差評定遇到了兩方面的問題:邏輯概念方面的問題評定方法的問題,16:42:57,邏輯概念方面的問題測量誤差的定義:測量結(jié)果減去被測量的真值因此,要得到誤差的兩個(gè)必要條件是:已經(jīng)得到測量結(jié)果;已知真值(由于超值按其本性是不確定的,實(shí)際上用的是約定真值),16:42:57,2. 評定方法的問題問題出現(xiàn)在隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的合成方法上。傳統(tǒng)誤差評定方法:尋找所有的誤差來源;將各誤差分量分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差兩類;隨機(jī)誤差通過多次重復(fù)測量用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示;由于標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的置信概率不夠高,通常用2或3表示如果有多個(gè)隨機(jī)誤差分量,用方和根方法合成,得到總的隨機(jī)誤差 ran 系統(tǒng)誤差用可能產(chǎn)生的最大誤差來表示;如果有多個(gè)系統(tǒng)誤差分量,也用方和要法合成,得到總的系統(tǒng)誤差 sys 最后再次用方和根法將總的隨機(jī)誤差和總的系統(tǒng)誤差合成,得到測量結(jié)果的總誤差: 2 = 2 2 ,16:42:57,關(guān)于誤差,準(zhǔn)確度和不確定度等術(shù)語的基本概念測量結(jié)果的誤差、準(zhǔn)確度和不確定度等術(shù)語測量誤差和測量不確定度的差別測量儀器的誤差、準(zhǔn)確度和不確定度所有術(shù)語均基于JJF 1001通用計(jì)量術(shù)語及定義和VIM國際通用計(jì)量學(xué)基本術(shù)語,16:42:57,測量結(jié)果的誤差、準(zhǔn)確度和不確定度在測量中,描述測量結(jié)果準(zhǔn)確與否的常用術(shù)語有:測量誤差測量準(zhǔn)確度測量不確定度測量精密度測量正確度等。,16:42:57,1.1 測量誤差定義:測量結(jié)果減去被測量的真值注:由于真值不能確定,實(shí)際上用的是約定真值;當(dāng)有必要與相對誤差相區(qū)別時(shí),誤差有時(shí)稱為測量的絕對誤差。但不應(yīng)與誤差的絕對值相混淆,后者為誤差的模。約定真值:對于給定目的的具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值,有時(shí)該值是約定采用的。,VIM 2的定義,16:42:57,誤差的定義:測量結(jié)果 減去 被測量的 真值,測量結(jié)果只能通過測量才能得到,所以誤差也只能通過測量得到,誤差表示一個(gè)差值,不是一個(gè)區(qū)間或范圍,只有知道真值(實(shí)際上用的是約定真值)才能得到誤差。,僅僅通過分析和評定的方法得到的不可能是誤差。,16:42:57,測量結(jié)果(JJF 1001-1998,VIM 2)由測量所得到的而賦予被測量的值注:在給出測量結(jié)果時(shí),應(yīng)說明它是示值、未修正測量結(jié)果或已修正測量結(jié)果;還應(yīng)表明它是否為若干個(gè)值的平均值;在測量結(jié)果的完整表述中,應(yīng)包括測量不確定度,必要時(shí)還應(yīng)給出自由度及影響量的取值范圍。,16:42:57,測量結(jié)果(JJF 1001-2011,VIM 3)與其他有用的相關(guān)信息一起賦予被測量的一組量值。注:測量結(jié)果通常包含這組量值的“相關(guān)信息”,諸如某些可以比其他方式更能代表被測量的信息。它可以概率密度函數(shù)(PDF)的方式表示。測量結(jié)果通常表示為單個(gè)測得的量值和一個(gè)測量不確定度。對某些用途,如果認(rèn)為測量不確是度可忽略不計(jì),則測量結(jié)果可表示為單個(gè)測得的量值。在許多領(lǐng)域中這是表示測量結(jié)果的常用方式。在傳統(tǒng)文獻(xiàn)和1993版VIM中,測量結(jié)果定義為賦予被測量的值,并按情況解釋為平均示值、未修正的結(jié)果或已修正的結(jié)果。,16:42:57,測得的量值(JJF 1001-2011,VIM 3)代表測量結(jié)果的量值。注:對重復(fù)示值的測量,每個(gè)示值可提供相應(yīng)的測得值。用這一組獨(dú)立的測得值可計(jì)算出作為結(jié)果的測得值,如平均值或中位值,通常它附有一個(gè)已減小了的與其相關(guān)聯(lián)的測量不確定度。當(dāng)認(rèn)為代表被測量的真值范圍與測量不確定度相比小得多時(shí),量的測得值可認(rèn)為是實(shí)際唯一其值的估計(jì)值,通常是通過重復(fù)測量獲得的各獨(dú)立測得值的平均值或中位值。當(dāng)認(rèn)為代表被測量的真值范圍與測量不確定度相比不大小時(shí),被測量的測得值通常是一組真值的平均值或中位值的估計(jì)值。在測量不確定度表示指南(GUM)中, 對測得的量值使用的術(shù)語有“測量結(jié)果”和“被測量的值的估計(jì)”或“被測量的估計(jì)值”。,16:42:57,誤差分類:誤差按其性質(zhì),可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類。1993年VIM第二版給出的系統(tǒng)和隨機(jī)誤差的定義如下:系統(tǒng)誤差的定義:在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。隨機(jī)誤差的定義:測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。,16:42:57,總體均值,概率密度 ,真值,系統(tǒng)誤差,測量值的概率密度分布曲線,測量結(jié)果,誤差,隨機(jī)誤差,測得值,誤差=系統(tǒng)誤差+隨機(jī)誤差,16:42:57,16:42:57,16:42:57,由系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的定義,可得:誤差 = 測量結(jié)果 真值= 測量結(jié)果 總體均值 + 總體均值 真值= 隨機(jī)誤差 + 系統(tǒng)誤差測量結(jié)果 = 真值 + 誤差= 真值 + 隨機(jī)誤差 + 系統(tǒng)誤差,該式在以后的不確定度評定中將成為寫出數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ),16:42:57,隨機(jī)誤差定義的變化:1993年以前,隨機(jī)誤差的定義是:在同一量的多次測量過程中,以不可預(yù)知方式變化的測量誤差分量。當(dāng)時(shí)還規(guī)定,隨機(jī)誤差用多次重復(fù)測量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差表示,因此,它表示為一個(gè)“區(qū)間”或“范圍”。1993年以后采用了現(xiàn)在的定義,于是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差一樣,也表示一個(gè)差值。,16:42:57,1993年前,隨機(jī)誤差用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。在理論上, 應(yīng)表示為: = lim = 2 ,1993年前隨機(jī)誤差的定義,各測量結(jié)果擁有一個(gè)共同的隨機(jī)誤差,現(xiàn)在隨機(jī)誤差的定義,每一個(gè)測量結(jié)果有其各自的隨機(jī)誤差,16:42:57,1993年前,隨機(jī)誤差用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。在理論上, 應(yīng)表示為: = lim = 2 ,1993年前隨機(jī)誤差的定義,現(xiàn)在隨機(jī)誤差的定義,過去的隨機(jī)誤差是現(xiàn)在的隨機(jī)誤差的方均根值,16:42:57,因此,隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的合成應(yīng)該采用代數(shù)相加的方法。,16:42:57,測量誤差定義的變化: VIM2的定義: 測量結(jié)果減去被測量的真值(JJF1001-1998) VIM3的定義: 測量的量值減去參考量值(JJF1001-2011),將原先的“測量結(jié)果”改為“測得的量值”,將真值改為參考量值,參考量值可為真值或約定真值,16:42:57,系統(tǒng)誤差定義的變化:JJF 1001-1991(VIM 第一版)在同一量的多次測量過程中,保持恒定或以可預(yù)知方式變化的測量誤差的分量。JJF 1001-1998(VIM 第二版)在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。JJF 1001-2011 (VIM 第三版)在重復(fù)測量中保持不變或按可預(yù)見方式變化的測量誤差的分量。,16:42:57,測量結(jié)果的準(zhǔn)確度被測量的測得值與其真值間的一致程度注:概念“ 測量準(zhǔn)確度”不是一個(gè)量,不給出有數(shù)字的量值。當(dāng)測量提供較小的測量誤差時(shí)就說該測量是較準(zhǔn)確的。術(shù)語“測量準(zhǔn)確度”不應(yīng)與“測量正確度用測量精密度”相混淆, 盡管它與這兩個(gè)概念有關(guān)。測量準(zhǔn)確度有時(shí)被理解為賦予被測量的測得值之間的一致程度。,16:42:57,測量精密度在規(guī)定條件下,對同一或類似被測對象重復(fù)測量所得示值或測得值間的一致程度。注:測量精密度通常用不精密程度以數(shù)字形式表示,如在規(guī)定測量條件下的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或變差系數(shù)。規(guī)定條件可以是重復(fù)性測量條件、期間精密度測量條件或復(fù)現(xiàn)性測量條件。測量精密度用于定義測量重復(fù)性、期間測量精密度或測量復(fù)現(xiàn)性。術(shù)語“測量精密度”有時(shí)明于指“測量準(zhǔn)確度”, 這是錯(cuò)誤的。,16:42:57,測量正確度無窮多次重復(fù)測量所得量值的平均值與一個(gè)參考量值間的一致程度。注:測量正確度不是一個(gè)量,不能用數(shù)值表示。測量正確度與系統(tǒng)測量誤差有關(guān),與隨機(jī)測量誤差無關(guān)。術(shù)語“測量正確度”不能用“測量準(zhǔn)確度”表示,反之亦然。,16:42:57,真值或參考量值,16:42:57,測量不確定度(VIM 2)表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。,不確定度不是差值,而是一個(gè)“區(qū)間”或“范圍”,由此給出了誤差和不確定度的是主要差別,16:42:57,測量不確定度(VIM 2)表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。,不確定度是用來說明測量結(jié)果的參數(shù),不是用來說明測量儀器的。,16:42:57,測量不確定度(VIM 2)表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。,“賦予”表示測量不確定度是由評定者給予的,因此所給的不確定度多少會與評定者有關(guān),也就是說評定者給予的不確定度多少會帶有主觀色彩,例如與評定者的水平、看問題的立場,以及經(jīng)驗(yàn)等有關(guān),16:42:57,不確定度定義的變化:JJF 1001-1998:表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。JJF 1001-2011:根據(jù)所用到的信息,表征賦予被測量量值分散性的非負(fù)參數(shù)。注:測量不確定度包括由系統(tǒng)影響引起的分量,如與修正量和測量標(biāo)準(zhǔn)所賦量值有關(guān)的分量及定義的不確定度。有時(shí)對估計(jì)的系統(tǒng)影響未作修正,而是當(dāng)作不確定度分量處理。此參數(shù)可以是諸如稱為標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度的標(biāo)準(zhǔn)偏差(或其特定倍數(shù)),或是說明了包含概率的區(qū)間半寬度。測量不確定度一般由若干分量組成。其中一些分量可根據(jù)一系列測量值的統(tǒng)計(jì)分布,按測量不確定度的A類評定進(jìn)行評定,并可用標(biāo)準(zhǔn)差表征。而另一些分量則可根據(jù)基于經(jīng)驗(yàn)或其他信息所獲得的概率密度函數(shù),按測量不確定度的B 類評定進(jìn)行評定,也用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。通常,對于一組給定的信息,測量不確定度是相應(yīng)于所賦予被測量的值的。該值的改變將導(dǎo)致相應(yīng)的不確定度的改變。本定義是按2008版VIM給出的,而在GUM中的定義是:表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。,16:42:57,注3:測量不確定度一般由若干分量組成。其中一些分量可根據(jù)一系列測量值的統(tǒng)計(jì)分布,按測量不確定度的A類評定進(jìn)行評定,并可用標(biāo)準(zhǔn)差表征。而另一些分量則可根據(jù)基于經(jīng)驗(yàn)或其他信息所獲得的概率密度函數(shù),按測量不確定度的B 類評定進(jìn)行評定,也用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。,指可以實(shí)驗(yàn)測量的那些影響量,指無法實(shí)驗(yàn)測量的那些影響量,通過概率密度函數(shù)等到相應(yīng)包含因子k來計(jì)算,通??捎秘惾麪柟接?jì)算,可通過實(shí)驗(yàn)測量用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法評定,不同于A類評定的方法,16:42:57,定義的不確定度由于被測量定義中細(xì)節(jié)量有限所引起的測量不確定度分量。注:定義的不確定度是在任何給定被測量的測量中實(shí)際可達(dá)到手最小測量不確定度。所描述細(xì)節(jié)中的任何改變導(dǎo)致另一個(gè)定義的不確定度。,16:42:57,目標(biāo)不確定度根據(jù)測量結(jié)果的預(yù)期用途,規(guī)定作為上限的測量不確定度。,16:42:57,測量儀器的誤差:測量儀器的示值誤差測量儀器示值與對應(yīng)輸入量參考量值之差。測量儀器的最大允許誤差對給定的測量、測量儀器或測量系統(tǒng),由規(guī)范或規(guī)程所允許的相對于已知參考值的測量誤差極限值。,儀器的示值誤差是誤差,因?yàn)樗险`差的定義。,儀器的最大允許誤差不是誤差,它不符合誤差的定義。,同型號的不同儀器,它們的示值誤差一般是不同的。,示值誤差必須通過檢定或校準(zhǔn)才能得到。,最大允許誤差不是通過檢定或校準(zhǔn)得到的。,最大允許誤差不是測量不確定度,但它可以作為評定測量不確定度的依據(jù)(B類評定)。,16:42:57,測量儀器的最大允許誤差的表示形式:用絕對誤差表示:0.1 V, 0.5 m;用相對誤差表示: 1%;用引用誤差表示: 110-6FS(滿量程)用組合形式表示: (0.1%讀數(shù)0.1 ns)可以是誤差和相對誤差的組合;或是引用誤差和相對誤差的組合。,16:42:57,測量不確定度的評定方法簡介測量不確定度的評定方法應(yīng)當(dāng)依據(jù)JJF 1059.1測量不確定度評定與表示。對于某些計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),如果需要,也可以采用JJF 1059.2用蒙特卡洛法評定測量不確定度。如果相關(guān)國際組織已經(jīng)制定了該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所涉及領(lǐng)域的測量不確定度評定指南,則測量不確定度評定也可以依據(jù)這些指南進(jìn)行(在這些指南的適用范圍內(nèi))。,16:42:57,方差合成定理如果一個(gè)隨機(jī)變量是兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立隨機(jī)變量之和,則該隨機(jī)變量的方差等于各分量的方差之和。如果:= 1 + 2 + 3 + 則: = 1 + 2 + 3 + ,16:42:57,= 1 + 2 + 3 + , = 1 + 2 + 3 + , = 2 = 2 , 2 = 2 1 + 2 2 + 2 3 + 2 ,16:42:57,對于更一般的情況,被測量和各影響量 可能具有不同的量綱,此時(shí)被測量可以表示為:,= 1 1 + 2 2 + 3 3 + , = 1 1 + 2 2 + 3 3 + , 2 = 1 2 2 1 + 2 2 2 2 + 3 2 2 3 + 2 2 ,16:42:57, 的意義:對應(yīng)于輸入量 的靈敏系數(shù),在數(shù)學(xué)上: = 其物理意義是當(dāng)輸入量 變化一個(gè)單位量時(shí),被測量的變化量。于是由輸入量 所引入的不確定度分量為: = ,16:42:57,上式也稱為“不確定度傳播定律”, 2 = 1 2 2 1 + 2 2 2 2 + 3 2 2 3 + 2 2 , 2 = 1 2 + 2 2 + 3 2 + 2 ,16:42:57,測量的目的:得到不確定度評定的目的:得到擴(kuò)展不確定度 如何得到 ?由于 = ,因此, 2 = 1 2 + 2 2 + 3 2 + 2 , , ,16:42:57,如何得到 ?為了利用方差合成定理 2 = 1 2 + 2 2 + 3 2 + 2 必須先知道的方差 2 , 2 , , ,16:42:57,如何得到 2 ?根據(jù): 2 = 1 2 + 2 2 + 3 2 + 2 必須先知道 2 , 2 , , , 2 ,16:42:57,得到各分量的方差 2 的前提是得到各不確定度分量 , 2 , , , 2 , ,( ) 2,16:42:57,由于 = ,因此得到各不確定度分量 的前提是知道各影響量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 。, 2 , , , 2 , ,( ) 2, , ,16:42:57,得到 以及對應(yīng)靈敏系數(shù) 的前提是給出:測量模型 = 1 , 2 , 3 , 。而得到測量模型的前提是找出所有能影響測量結(jié)果及其不確定度的影響量 1 , 2 , 3 , 。于是我們可以得到下面給出的測量不確定度的評定流程。,過去常稱為“數(shù)學(xué)模型”,16:42:57, 2 , , , 2 , ,( ) 2, , , 1 , 2 , 3 , ,= 1 , 2 , 3 , ,尋找不確定來源,寫出測量模型, 2 , , , 2 , ,( ) 2, , ,依次評定各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,乘靈敏系數(shù)后得到各不確定分量,平方后得到對應(yīng)于各分量的方差,由方差合成合成定理得到合成方差,開方后得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,乘k得到擴(kuò)展不確定度,16:42:57,測量不確定度的來源被測量的定義不完整復(fù)現(xiàn)被測量的測量方法不理想取樣的代表性不夠?qū)y量過程受環(huán)境影響的認(rèn)識不恰如其分或?qū)Νh(huán)境參數(shù)的測量與控制不完善對模擬式儀表的讀數(shù)存在人為的偏移測量儀器的計(jì)量性能的局限性測量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度引用的數(shù)據(jù)或其它參量的不確定度測量方法和測量程序的近似和假設(shè)在相同條件下被測量在重復(fù)觀測中的變化上各測量不確定度來源可能相關(guān)。,16:42:57,對測量模型的要求:在GUM原文中,有一段話,其意為:在進(jìn)行測量不確定度評定時(shí),要給出被測量和各輸入量 之間函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)表示式。并且該函數(shù)中應(yīng)包含所有對測量結(jié)果的不確定度有顯著影響的影響量,包括修正值和修正因子。,16:42:57,一個(gè)好的測量模型應(yīng)該能滿足下述條件:測量模型應(yīng)包含對測量不確定度有顯著影響的全部輸入量,即不遺漏任何對測量結(jié)果有顯著影響的不確定度分量;不重復(fù)計(jì)算我們要一項(xiàng)對測量結(jié)果的不確定度有顯著影響的不確定度分量;當(dāng)選取的輸入量不同時(shí),有時(shí)測量模型可以寫成不同的形式,各輸入量之間的相關(guān)性也可能不同。此時(shí)一般應(yīng)選擇合適的輸入量,以避免處理較麻煩的相關(guān)性。,16:42:57,實(shí)例:量塊比較測量(檢定和校準(zhǔn))計(jì)算公式= +,計(jì)算公式通常不直接就是測量模型,因?yàn)樗赡苁且粋€(gè)近似式,也就是說有些影響量可能沒有包含在其中。, ,16:42:57,計(jì)算公式是: = +而根據(jù)測量原理,被測長度與各影響量之間的關(guān)系應(yīng)該為:, 1+ = 1+ +,= + ,16:42:57,= 1+ + 1+ = 1+ + 1 1+ 1 = 1+ 1 + 1 1 2 2 1+ + + + = + , 1+ = 1+ +,16:42:57,= + ,= + ,= = ,16:42:57,測量模型中的透明箱模型和黑箱模型:上面得到的測量模型,被測量和所有影響量之間的函數(shù)關(guān)系可以用一個(gè)解析形式的函數(shù)表示出來,這種模型稱為透明箱模型。對于透明箱模型,由于它們之間的具體函數(shù)關(guān)系已知,因此可以明確地計(jì)算出每一個(gè)影響量的是如何影響被測量的。,= + ,16:42:57,透明箱模型是一種比較理想的情況,而在很多的情況下,有許多輸入量對測量結(jié)果的影響是無法用解析形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示的。這時(shí)只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去估計(jì)輸入量對測量結(jié)果的影響,而無法詳細(xì)了解輸入量是如何影響測量結(jié)果的。如在量塊的檢定或校準(zhǔn)中,規(guī)定要求給出量塊的中心長度。由于要準(zhǔn)確估計(jì)這一偏離對測量結(jié)果的影響,并采用透明箱模型的方式寫入測量模型是十分困難的。此時(shí),可以采用增加一個(gè)修正項(xiàng)的方式將其補(bǔ)充到測量模型中,即可采用黑箱模型的方式。,= + + ,不能得到具體函數(shù)關(guān)系,但可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估計(jì)出這一影響的極限值。根據(jù)這一極限值可以采用B類評定的方法等到其不確定度。由于它是由隨機(jī)效應(yīng)引入的,其數(shù)學(xué)期望為零,固仍可用該式計(jì)算量塊長度。,16:42:57,建立測量模型的建議:測量結(jié)果=參考量值+誤差=參考量值+系統(tǒng)誤差+隨機(jī)誤差由于修正值等于負(fù)的系統(tǒng)誤差,于是上式可改寫成:參考量值=測量結(jié)果-系統(tǒng)誤差-隨機(jī)誤差 =測量結(jié)果+系統(tǒng)誤差的修正值+隨機(jī)誤差的修正修正值,= + + ,參考量值,隨機(jī)誤差的修正值,16:42:57,測量不確定度的A類評定:對在規(guī)定測量條件下測得的量值用統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行的測量不確定度分量的評定。注: 規(guī)定測量條件是指重復(fù)性測量條件、期間精密度測量條件或復(fù)現(xiàn)性測量條件。測量不確定度的B類評定:用不同于測量不確定度A 類評定的方法對測量不確定度分量進(jìn)行的評定。注: 評定基于以下信息:權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的量值、有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的量值、校準(zhǔn)證書、儀器的漂移、經(jīng)檢定的測量儀器的準(zhǔn)確度等級、根據(jù)人員經(jīng)驗(yàn)推斷的極限值等。兩種方法得到的都是標(biāo)準(zhǔn)偏差,因此兩種方法得到的不確定度沒有本質(zhì)上的差別。,16:42:57,A類評定基本方法:貝塞爾法單次測量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差:n次平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差:,一般要求測量次數(shù)n10,16:42:57,在規(guī)范化的常規(guī)測量中,測量次數(shù)一般是由有關(guān)規(guī)程或技術(shù)規(guī)范規(guī)定的,若規(guī)定N次,則N次測量平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為:,通常n較(10)大而N較?。?3次),16:42:57,合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差在規(guī)范化的常規(guī)測量中,若在重復(fù)性的條件下對被測量作次獨(dú)立觀測,并且有組這樣的測量結(jié)果,則可用合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差 進(jìn)行計(jì)算:,一般n較小(3次)而m較大( 10次),16:42:57,B類評定B類評定的信息來源大體上可以分為兩類:信息來源于檢定證書或校準(zhǔn)證書;信息來源于其他方面。,16:42:57,信息來源于檢定證書或校準(zhǔn)證書若證書直接給出 和,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度 = 若證書僅給出和(即僅給出 ),在此情況下應(yīng)根據(jù)規(guī)定的包含概率和被測量的估計(jì)分布求出。若證書給出被測量的估計(jì)分布,則取此分布所對應(yīng)的值;若證書未給出被測量的估計(jì)分布,則一般可按正態(tài)分布取值;,16:42:57,16:42:57,16:42:57,信息來源于其他方面。通常給出的是對應(yīng)于包含概率為100%的分布區(qū)間(也稱為包含區(qū)間)的半寬,它與標(biāo)準(zhǔn)不確定度 的關(guān)系為: = 而包含因子的數(shù)值與的估計(jì)分布有關(guān)。故此時(shí)最關(guān)鍵的是要確定影響量的分布。,16:42:57,常見分布:U形分布矩形分布三角分布正態(tài)分布,= 2,= 3,= 6,=3, = ,16:42:57,符合下列條件之一者,一般可以近似地估計(jì)為正態(tài)分布:在重復(fù)性或復(fù)現(xiàn)性條件下多次測量的算術(shù)平均值的分布;若證書或報(bào)告給出被測量的擴(kuò)展不確定度 95 或 99 ,并對其分布沒有特別注明時(shí);若被測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 中相互獨(dú)立的分 較多,并且它們之間的大小也比較接近時(shí);若被測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 中,有兩個(gè)相互獨(dú)立的界限值接近的三角分布,或有四個(gè)或四個(gè)以上相互獨(dú)立的界限值接近的均勻分布時(shí);若被測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 的相互獨(dú)立分量中,結(jié)值較大且起決定性作用的分量接近正態(tài)分布時(shí);當(dāng)所有分量均滿足正態(tài)分布時(shí)。,16:42:57,【例】通過測量空氣的氣壓、溫度、濕度并用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算空氣忻射率??諝庹凵渎实牟淮_定度來源于公式本身的誤差,空氣成分相對于標(biāo)準(zhǔn)空氣的偏離,以及氣壓、溫度、濕度、空氣中二氧化碳含量等因素。若已知測量條件下空氣折射率的最大變化范圍為2 10 7 ,且由于前四個(gè)分量的大小相近,故可以認(rèn)為空氣折射率在該區(qū)間內(nèi)近似滿足正態(tài)分布,于是其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: = 2 10 7 3 =6.67 10 8,16:42:57,符合下列條件之一者,一般可以近似地估計(jì)為矩形分布:數(shù)據(jù)修約導(dǎo)致的不確定度;數(shù)字式測量儀器的分辨力導(dǎo)致的不確定度;測量儀器的滯后或摩擦效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度;按級使用的數(shù)字式儀表及測量儀器的最大允許誤差導(dǎo)致的不確定度;用上、下界給出的材料的線膨脹系數(shù);測量儀器的度盤或齒輪的回差引起的不確定度;平衡指示器調(diào)零不準(zhǔn)導(dǎo)致的不確定度;如果對影響量的分布情況沒有任何信息時(shí),則較合理的估計(jì)是將其近似看作為矩形分布。,16:42:57,【例】量塊國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鋼質(zhì)量塊線膨脹系數(shù)應(yīng)在 11.51 10 6 K 1 范圍內(nèi),若無其他關(guān)于量塊線膨脹系數(shù)的信息,則可假定量塊的線膨脹系數(shù)在 11.51 10 6 K 1 區(qū)間內(nèi)滿足矩形分布。由分布區(qū)間的半寬=1 10 6 K 1 可得其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 = = 1 10 6 K 1 3 =0.577 10 6 K 1,16:42:57,【例】數(shù)字顯示式測量儀器,如其分辨力為,則其分辨力可能導(dǎo)致的最大誤差的絕對值為:= 2 ,估計(jì)其為矩形分布,故由分辨力引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 = 3 =0.289【例】若引用已修約的值,且修約間隔為,則由修約導(dǎo)致的最大誤差為:= 2 ,估計(jì)其為
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