常用测量不确定度的评定方法

常用测量不确定度的评定方法常用测量不确定度的评定方法1本方法供给在计量检定规程或计量技术标准规定的条件下，计量标准〔标准物质〕对常规的被检定或被校准对象进展检定/校准时所得结果的测量不确定度的一般评定步骤和常用评定方法，亦可用于检验、分析测试结果测量不确定度的评定及试验室最正确测量力量的评定。超过适用范围和本方法未列入的评定方法与表示形式，参见 JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》。2技术依据JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》。3测量不确定度的评定步骤给出被测量，必要时给出被测量的定义及测量过程的简洁描述；给出用以评定测量不确定度的数学模型；依据数学模型列出各不确定度重量的来源〔即输入量ix〕；评定各输入量的标准不确定度)(ixu，并进而给出与各输入量对应的标准不确定度的重量)(yui；假设扩展不确定度用pU表示，则应估算出对应于各输入量标准不确定度的自由度iν；计算合成标准不确定度)(yuc，假设用扩展不确定度pU表示则还应计算出合成标准不确定度的有效自由度effν；3.7确定扩展不确定度U或pU；3.8给出测量不确定度报告。4评定方法及其简要说明数学模型指被测量Y与各输入量iX之间的函数关系，如被测量Y的测量结果为y，输入量iX的估量值为ix，则有),,,(21Nxxxfy=数学模型中应包括对测量结果及其不确定度有影响的全部输入量。例如，在量块比较测量中，被测量块长度L的测量结果计算公式为：dLLs+=式中：sL——标准量块在参考温度20℃时的长度；d——由比较仪测量得到的被检量块和标准量块的长度差。但在测量不确定度评定中需要顾及温度差异和线膨胀系数差异，此时数学模型为δθαδαθ??-??-+=ssssLLdLL此数学模型是考虑了温度和线膨胀系数对测量结果的影响，并经数学变换而得到的近似式，这样的数学模型是确定灵敏系数和计算合成标准不确定度的根底。对于最简洁的直接测量，假设各种影响测量不确定度的因素均可无视xy=测量不确定度的来源依据数学模型，列出对被测量有明显影响的测量不确定度来源，并要做到不遗漏和不重复。假设所给出的测量结果是经过修正后的结果，留意应考虑由修正值所引入的不确定度重量。4.3标准不确定度重量的评定依据各输入量的标准不确定度)(ixu，并通过由数学模型得到的灵敏系数icyui。依据各输入量ix的实际状况，可以选择A类评定或B类评定来得到其标准不确定度)(ixuA类评定：对量iX作in次独立重复测量，得到测量结果为),,2,1(iiknkx= ，则：单次测量kix的标准不确定度为：估量值ix的标准不确定度为：试验标准差也可由其它统计方法得到〔参见JJF1059-1999〕。B类评定：①ix的扩展不确定度)(ixU和包含因子k，则ix的标准不确定度为inkikinxxi∑==11)(12--==∑=inkiikikiknxxxsxuiiikiinkiikiinxsnnxxxsxui)1(12=--==∑=jixfxf,kxUxuii)(=②假设ix的扩展不确定度)(ipxU及其置信概率p，则其包含因子pk与ix的分布有关。此时除非另有说明，一般均按正态分布考虑。对应与不同置信概率的包含因③输入量ix的可能值分布区间半宽度a〔通常为允许误差限确实定值〕，则ixkaxui=)(此时k与ix的分布有关，区间估量为正态分布，3=k；区间估量为均匀分布，3=k〔JJF1059-1999〕4.4yuc算式中；jixx,——输入量,ji≠；——偏导数，又称为灵敏系数，分别用ic和jc表示；jixuxuix和jxjixxrix和jx之间的相关系数估量值。实际工作中，假设各输入量之间均不相关，或虽有局部输入量相关，0),(=jixxr，于是)(yuc可简化为：扩展不确定度确实定(1)ckuU=,一般k取23；(2)ceffpcpputukU)(ν==依据置信概率p和有效自由度effν，t分布临界值表(JJF1059-1999A)得到)(effptν具体承受何种方法来表示，应参照有关的计量检定规程或计量技术标准。),(2)(111221jijijNiNijiiNiicxuxuxxrxfxfxuxfyu+????=∑∑∑-=+==∑∑====NiiiiNiicxucxuxfyu122221)(测量不确定度的报告与表示当给出完整的测量结果时，一般应报告其测量不确定度。通常状况下，本所在试验室间力量比对试验、工业和商业等日常的大量测量中，校准证书或比对报告在给出校准结果或修正值时，均应同时报告扩展不确定度。报告测量不确定度时应尽可能具体，以便使用者可以正确地利用测量结果。试验室间力量比对报告应具体的给出测量不确定度的评定过程；校准证书用U或pU报告测量结果的不确定度，报告扩展不确定度U时，应同时报告包含因子k；报告扩展不确定度pU时，应同时报告包含因子pkeffν，p假设样品具有多个参量，则一般应分别给出各参量的测量不确定度。4.6.4假设检定/校准的测量范围很宽，此时测量不确定度可用下述三种方法之一来表示：按有关计量检定规程或计量技术标准中所承受的方法来表示；依据测量范围分段给出其测量不确定度；(3)给出该测量范围内的最小和最大测量不确定度。4.6.5报告扩展不确定度的有效位数最多为两位有效数字。在连续〔中间〕计算中为避开修约误差可保存多余的位数。在报告最终结果时，有时可能要将不确定度最末位后面的数都进位而不是舍去。对报告的测量结果，需将其修约至与其不确定度有效位数全都,即报告测量结果的有效数字末位与其不确定度的末位数对齐。4.6.6ckuU=的报告可用以下两种形式之一，例如：mguc35.02=k，mgmgU70.035.02=?则a〕2;70.0,02147.100===kmgUgms。b〕2;)00070.002147.100(=±=kggms。4.6.7cppukU=的报告可用以下两种形式之一，例如：mguc35.0，9=effν，按%95=p，查JJF1059-1999附录A26.2)9(95==tkpmgmgU79.035.026.295=?=，则a〕9;79.0,02147.10095===effsmgUgmν。b〕%95,9;)00079.002147.100(==±=pggmeffsν。4.6.8确定度也可以相对形式 rel U 报告，例如： a 〕695109.7,02147.100-?==relsUgm。b〕%95;)109.71(02147.1006=?±=-pgms6109.7-?为relU95之值。4.6.9上述列举的表达形式中的符号含义，必要时应有文字说明，也可承受它们的名称代替符号，或同时承受。5最正确测量力量的评定定义最正确测量力量：试验室在认可范围内，当对接近抱负的测量标准〔用以定义、实现、保存或复现某量的单位或其一个值或多个值〕进展接近常规的校准时，可以到达的最小测量不确定度；或对接近理想的测量仪器〔用于测量某量〕进展接近常规的校准时，可以到达的最小测量不确定度。校准和测量力量：通常供给应用户的校准或测量水平，它用置信概率%95=p或包含因子2=k的扩展不确定度表示，有时称为最正确5.2最正确测量力量与日常条件下的测量不确定度的评定程序一样。在评定最正确测量力量时，应选择较稳定的、重复性很好的被校准仪器。5.2.3对所开展工程的全部参数和量程都应进展最正确测量力量5.3最正确测量力量的表述方法应与日常校准结果的测量不确定度表示方法相全都，用置信概率%95=p或包含因子2=k的扩展不确定度表示。在整个测量范围内或某一区段内不确定度不变，或者依据计量检定规程或校准标准规定的测量点给出不确定度，则可用固定值表示。对于测量范围很宽，不确定度随被测量变化的，可用下述两种方法之一来表示：测量范围适当分段给出其最正确测量力量；给出与该测量范围相对应的不确定度范围，可能时还应给出