《測量不確定度評定》PPT课件.ppt

測量不確定度評定 主要内容 測量不確定度的定義測量不確定度的表示測量不確定度的評定測量不確定度評定的簡化問題塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告 一 測量不確定度的定義 測量不確定度 uncertaintyofmeasurement表徵合理地賦予被測量之值的分散性與測量結果相聯係的參數 誤差與不確定度的關係 測量中的不可靠量值為誤差 導致測量結果的不可靠量值為不確定度 測量不確定度的評定結果 1 合成標準不確定度為 uc 0 024 2 擴展不確定度 U 0 024 2 0 048 k 2 3 結果 樣品中鎳含量為 0 895 0 048 k 2 一 測量不確定度的定義 不確定度 uncertainty可疑程度 廣義而言 測量不確定度意為對測量結果正確性的可疑程度 測量的水平和質量用 測量不確定度 來評价 不確定度越小 則測量結果的可疑程度越小 可信程度越大 測量結果的質量越高 水平越高 其使用價值越高 反之亦然 一 測量不確定度的定義 不確定度 uncertainty JJF1059 1999測量不確定度評定與表示 二 測量不確定度的表示 1 測量不確定度分類 A類評定 typeAevaluation 用對觀測列進行統計分析的方法來評定的標准不確定度 通常以符號ua表示 B類評定 typeBevaluation 用不同于對觀測列進行統計分析的方法 來評定標准不確定度 通常以符號ub表示 它用於根據經驗或資料及假設的概率分佈估計的標準偏差表徵 二 測量不確定度的表示 1 標准不確定度 standarduncertainty 以標准偏差表示的不確定度 通常以符號ua表示 2 相對標準不確定度 relativestandarduncertainty 不確定度除以測量值的期望 平均值 無量綱 常以百分數表示 通常以符號urel表示 二 測量不確定度的表示 3 合成標准不確定度 combinedstandarduncertainty 當測量結果是合成由若干個其他量的值求得時 按其他各量方差和協方差算得的標准不確定度 通常以符號uc表示 二 測量不確定度的表示 4 擴展不確定度 expandeduncertainty 確定測量結果區間的量 合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區間 擴展不確定度分為兩種 通常以符號 表示 kuc 合成標准不確定度乘以包含因子 p kpuc y 具有概率p的置信區間的擴展不確定度 5 包含因子 coveragefactor 為求得擴展不確定度 對合成標准不確定度所乘之數字因子 包含因子其值一般在2 3范圍內根據其含義可分為兩種 k U uc kp Up uc 下腳標p為置信概率 即置信區間所需要的概率 二 測量不確定度的表示 6 置信概率 confidencelevel當測量值服從某種分布時 落于某區間的概率即為置信概率 用符號p表示 亦稱置信水平 置信水准或置信系數 其介于 0 1 之間 常用百分比表示 二 測量不確定度的表示 1 確定被測量和測量方法被測量 作爲測量對象的特定量例 給定的水樣品在20 時的蒸汽壓力注 1 對被測量的詳細描述 可要求包括對其他有關量 如時間 溫度和壓力 做出説明 2 實踐中 被測量應根據所需準確予以完整定義 以便對所有的測量 其值是單一的 例如 一根標稱值為1m的鋼棒其長度需測至微米級準確度 其技術説明應包括給定溫度和壓力 但若只需毫米級準確度 則無需規定溫度 壓力和其他影響量的值 三 測量不確定度的評定 1 確定被測量和測量方法測量方法包括 測量原理 測量儀器 測量條件以及測量和數據處理程序等 三 測量不確定度的評定 2 找出所有影響測量不確定度的影響量即測量不確定度的來源 定義不完整 B 測量方法不理想 樣品代表性不夠 環境條件影響 人為因素 測量儀器的性能 標准不確定度的引入 引入量或其它參數的不確定度等 三 測量不確定度的評定 3 建立滿足測量不確定度評定所需的數學模型Y f x1 x2 xn 三 測量不確定度的評定 例 用卡尺測一工件尺寸 工件尺寸就等于卡尺的示值 則其數學模型可簡單為 y x u 其中 y 房間長度的估計值x 卡尺的觀測值u 卡尺示值誤差影響 4 標准不確定度 類評定 重復性條件或復現性條件下重復性 repeatability在相同測量條件下 對同一被測量進行連續多次測量所得結果之間的一致性 重復性條件包括 a 相同的測量程序 b 相同的觀測者 c 在相同的條件下使用相同的測量儀器 d 相同地點 e 在短時間内重復測量 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度 類評定 重復性條件或復現性條件下復現性 reproducibility在改變了的測量條件下 同一被測量的測量結果之間的一致性 復現性可改變的條件包括 測量原理 測量方法 觀測者 測量儀器 參考測量標準 三 測量不確定度的評定 地點 使用條件 時間 4 標准不確定度 類評定 基本方法 在重復性條件或復現性條件下得出n個觀測結果xk S2 xk 是xk的概率分佈的總體方差 2的無偏估計 其正平方根S xk 表徵了xk的分散性 對xi獨立觀測得X1 x2 X3 Xn 則xi的測量結果平均值 A類評定開始 結束 Xi的標准不確定度 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 B類評定的信息來源有以下六項 a 以前觀測的數據 b 對有關技術資料和測量儀器性能的了解和經驗 c 生産部門提供的技術説明文件 d 校準證書 檢定證書或其他文件提供的數據 准確度的等別或級別 包括目前暫在使用的極限誤差等 e 手冊或某些資料給出的參考數據及其不確定度 f 規定實驗方法的國家標準或類似技術文件中給出的重復性限r或復現性限R 用這類方法得到的估計方差u2 xi 可簡稱為B類方差 三 測量不確定度的評定 公式 ub a kk為置信因子 a為半寬 4 標准不確定度B類評定 常見的幾種分佈 1 正态分布 S x ub a k 三 測量不確定度的評定 2 1 1 2 4 標准不確定度B類評定 常見的幾種分佈 1 正态分布 使用情況 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 常見的幾種分佈 2 均勻分布 連續隨機變量x的一切可能值充滿某一個有限區間 a a 且在該區間内的任一點概率密度相同在B類評定中如沒給任何信息點則用均勻分佈 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 常見的幾種分佈 1 均勻分布 使用情況 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 常見的幾種分佈 3 三角分布 估計值以p 100 的概率落在區間内 靠近x的數值比接近邊界的值多 落在該區間外的概率為0玻璃儀器使用三角分佈 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 常見的幾種分佈 3 三角分布 使用情況 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 常用分佈與k u xi 的關係 三 測量不確定度的評定 4 標准不確定度B類評定 三 測量不確定度的評定 一 CNAS GL05 2006 測量不確定度要求的實施指南 規定了簡化原則 1 可以不考慮自由度2 合成時 可以不考慮相關性3 k可以統一取2 四 測量不確定度評定的簡化問題 二 關於重復性 1 對於A類評定 貝塞爾公式計算出的實驗標準偏差S中 包括了材質的不均勻性 人員操作的重復性 試樣加工的差異 所使用設備的重復性 分辨力 示值誤差等