电学计量中不确定度的评定

1、电学计量中不确定度的评定引言：在很多情况下，不同的检测方法，会直接妨碍到对测 量不确定程度的影响，在计量学和统计学的计算中我们要对计量 过程中的不确定度进行合理的排除，保证检测结果不会对不确定度造成影响，通过合理的评定方法和评定依据来提高数据的确认 能力和准确性。一、误差因素误差是形成不确定度的主要原因之一， 对其进行系统研究能 够有利于对不确定度的判定，误差在分类上是根据系统性质和原 因来划分的，通常分为随机误差、系统误差、粗大误差等。这些 误差的形成按其本意都被确定在重复性条件之下，通过多次测量依据能够得出平均值和测量的真差值。这在误差的掌握程度上来看，可以进行直接判定。首先系统误差本质与

2、重复性关系很密切， 在很多情况下系统误差值能够根据正负情况的准确性来确定的， 随机误差则存在较大的偶然性，它是通过重复性分析后与测定值 进行判断才得出的。随机误差是在多指数的变化规律下所形成 的，其规律并没有被掌握，它可以被定义为测量过程中误差为零 的分量值。而粗大型误差则是疏忽误差和过失误差来组成的，在统计过程中，误差的预期值会根据产生的主要因素发生异常所改 变，并且在进行数据处理时，必须将其剔除。二、不确定度测量不确定度是在一个相对合理的环境中根据不同种因素 对测量所造成影响进行修订的结果， 在这个修订结果中， 测量系 数要被控制的统计状态以下， 并且通过随机的控制来提高测量过 程中的重复

3、现象。 被测量值在理解上分为多个测量结果， 这些测 量结果能够通过测量量所的纯， 但是这些测量量中还包含很多不 确定的测量因素。 这也使分量能够在分量值中被合理体现。 测量 的分散性性还与测试过程中产生误差由直接的关系， 例如通过分 数性来确定一个标准， 就需要在测量值之间进行区间的分散， 这 是测量中不确定度和测量误差的根本区别。 测量误差中的差值会 以一个点来呈现。 而测量中的不决定度则是一个完整的区间， 这 种分散性使测量标准能够出现成倍的偏差。三、测量不确定度与误差的联系 误差是不确定度的基础 , 研究测量不确定度首先需研究误差 只有对误差的性质、 分布规律、 相互联系及对测量结果的误

4、差传 递关系等有了充分的认识和了解 , 才能更好的估计各不确定度分 量, 正确得到测量结果的不确定度。不确定度是对经典误差理论 的一个补充 , 是现代误差理论的内容之一。测量不确定度与误差 的区别有如下几种：1、评定的区别测量过程中的不确定值往往是分散性的， 对于影响所产生的 误差来说这种分散性是不能够通过一个确定的区间进行统计的， 根据测量结果不能得到相应的分布区间， 而测量的误差是整个测 量结果出现偏离的主要程度， 它的测量结果和真值之间的差别是 其本质。不同的测量误差和评定结果都可能直接成为测量真值， 并且这种真值是不准确的， 当被约定的真值能够起到代替作用是 就形成了估计值， 这种值在

5、测量不确定参数和标准差事通常通过 半值信区来表示， 人们在根据实验、 参数等进行判定才能最后确 定不确定值。 在不同性质上进行区分时我们可以根据不同的性质 按照系统和随机两类来进行， 所测量的不确定值可以根据标准不 确定度的评定方法来进行，而不是进行简单的 A/B 类确定。2、影响因素的区别测量误差是客观存在的 ,不受外界因素的影响 , 不以人的认 识程度而改变。测量不确定度由人们经过分析和评定得到, 因而与人们对被测量、影响量及测量过程的认识有关。因此 , 在进行 不确定度分析时一 , 应充分考虑各种影响因素 , 并对不确定度的 评定加以验证。否则由于分析估计不足 , 可能在测量结果非常接

6、近真值（即误差很小 ）的情况下评定得到的不确定度却较大 , 也可 能在测量误差实际上较大的情况下 , 给出的不确定度却偏小，对 测量结果修正的区别系统误差的估计值如果已知则可以对测量结果进行修正, 得到已修正的测量结果。而测量不确定度无法对测量结果进行修 正。四、实际测量案例 为了系统的体现出不确定度在电学计量中的影响我们以型 号为 HL6625 的接地电阻测试仪进行校准进行校准实现，保证其 测量环境中的温度、湿度符合标准。并且使用为ZX128的大功率 低值电阻箱来进行试验辅助。 整体测量过程如下， 首先通过节点 电阻测试仪对所输出的交流和直流电直接施加在被测试物体和 安全接地断线之间，测量所

7、产生的电流要与被测物体产生压降， 然后在将电流和电压的比值，直接测出被测实体的导通电阻值。 电阻值不同区别来自电流源、电压、输出电流等环节。在测量过 程中我们建立了如下的数学模型， 其用意在去使用标准电阻和被 测对象的精度值进行对比， 并且根据标准电阻来引入不可确定的 分量因素，所建立模型如下：r=Ix-In= Ix-Vn/Rr 接地电阻测试仪电流表的示值误差Ix 被测接地电阻测试仪电流表示值In 被测电流实际值Vn数字多用表的电压读数。 通过这一模型我们不难发现要想提高被测接地电阻测试仪 电流的不确定程度的关键在于 Ix 被测接地电阻测试仪电流表示 值的不确定度。我们将 Ix 标准不确定度进

8、行分析，发现主要来 源于被测电阻测试仪电流重复不当所引起的， 并且这种方法还需 要使用接地电阻测试仪进行评定。 我们是同同型号的标准器进行 10 次连续的独立测试获得 1 组测量值 :8.%,8.97,8.98,8.96,8.95,8.95,8.97,8.98,8.95,8.96。在 使用任意两台同型号的电阻测试仪，对 10 个测试点进行独立测 量，就会获得 3 组不同的测量值， 这些测量值在描述上能够形成 单次实验的标准差。通过以上实验我们对不确定度的来源有了一定的认识， 所有 的不确定度，都是受到测量对象、资源、环境影响等产生不同的 测量结果的，并且在测量结果的影响下， 成为主要不确定度来

9、 源，所以在不确定度的测量上会形成如下几个方面：1. 测量定义会出现一定的缺陷， 复测过程中测量的定义也会 受到影响。 测量所获得的样本不具备代表性， 所有的代表样本都 会被定义为被测量形势，测量过程中对于环境影响的认识不完 全，不能对监测环境进行完整的控制2. 人为偏差影响较大， 不同的读数对数据性质产生影响。 测 量仪器和计量仪器在性能上的局限性很大， 很多参考标准都不准 确，计量参数容易出现问题。3. 在测量原理和方法上存在一定的差别， 不同的测量条件下 测量的观测值会发生随机的变化， 不同的系统误差在修订上不 完善，对于存在的粗大误差不能完全剔除。在很多情况下，对于 测量条件变化的判定需要一个较长的规定时间， 并且根据不同结 果做出判定， 此时相应的变化值要具备一定的分散性， 保证测量 结果的不确定度。结束语 本文通过对于