测量结果不确定度的评定

测量结果不确定度的评定

1测量不确定度评定过程测量不确定度是测量结果的定量表现。测量结果应添加不确定度解释，这是完整和重要的。同时，测量结果的可用性取决于不确定度的大小。目前各实验室执行的ISO/IEC17025《标准和检测实验室能力的通用要求》中对测量结果的不确定度有明确的要求,“校准实验室出具的每份证书或报告都应包括有关测量结果不确定度的说明,在检测实验室出具的检测报告中,必要时也应予以说明”。随着实验室的计量认证和认可工作的开展,测量不确定度的评定已成为实验室的一项十分必要的工作。然而在不确定度的评定过程中,由于涉及较多的数学公式和数理统计知识,在学习和应用时,对于基层检测实验室可能会遇到一些困难。本文简要介绍了测量不确定度的一般评定程序,并以电话机双音多频信号电平的测量结果的不确定度评定作为实际应用案例,希望能和同行进行交流探讨。2评估不确定的一般顺序由于本文只是从检测实验室在工作中如何应用不确定度原理这一角度进行介绍,对于有关不确定度的定义、基础知识以及公式等可参见有关文献。2.1数学模型的建立被测量Y(即输出量)由N个其他量X1,X2,……,XN,通过函数关系f来确定,即:2.2测量过程的测量不确定度ga.被测量的定义不完整;b.复现被测量的测量方法不理想;c.取样的代表性不够,即被测样本不能代表所定义的被测量;d.对测量过程受环境影响的认识不恰如其分或对环境的测量与控制不完善;e.对模拟式仪器的读数存在人为偏移;f.测量仪器的计量性能(如灵敏度、鉴别力阈、分辨力、死区及稳定性等)的局限性;g.测量标准或标准物质的不确定度;从不确定来源来看,不确定度形成的主体主要是测量设备、测量环境、测量人员、测量方法和被测对象等。2.3计算每个输入量的不确定组件包括a类组件和b类组件2.3.1不确定分类的评估对于有限次测量,单次测量的标准偏差:的实验标准偏差s()即测量结果的标准不确定度u(x)2.3.2测量不确定度u一般根据经验或有关的信息和资料,分析判断被测量的可能值的区间(-a,a),并假设被测量的值的概率分布,由要求的置信水平(包含概率)估计包含因子k｜,则测量不确定度u(x)为:(其中a为区间的半宽度)2.4合成标准不确定度a当全部输入量xi是彼此独立或不相关时,合成标准不确定度:如果函数关系不十分明确,或者需要进行验证,此时灵敏系数也可以用实验方法测定。2.5计算总不确定扩展不确定2.6报告不确定不确定度报告应明确写明:扩展不确定度U｜=…,包含因子K｜=…。3分析不确定计算机产品测量的案例3.1测试方法(1)测量依据:GB/T15279-2002《自动电话机技术条件》。(2)环境条件:环境温度:15℃～35℃,相对湿度:45%～75%。(3)测量仪器:JH9401D型电话机分析仪,分辨率为0.1dBm。(4)试验样品:稳定电话机HA8000(1)P/T一台。(5)测量方法:用JH9401D型电话机分析仪直接读取试验样品的双音多频信号电平。读取示值y,并与输出值v0比较获得偏移量v1。3.2数学模型的建立式中:y为双音多频信号电平读取示值;v0为双音多频信号电平输出值;v1为偏移量;3.3值双音多频电平不合理的不确定度u在测量中引起不确定度的主要因素有:稳定电话机双音多频电平不准的不确定度u0,示值重复性的标准不确定度u11,分辨率引起的标准不确定度u12｜。3.4不确定分量的量化3.5合成标准的不确定度的计算方差:灵敏系数:分量标准不确定度:3.6扩展不确定度的计算3.7扩展不确定度的计算使用JH9401D型电话机分析仪测试电话机的双音多频信号电平,其测量结果的扩展不确定度,它是由合成标准不确定度乘以包含因子K=1.96而得到的。3.8评估结果的使用在符合上述条件下用JH9401D型电话机分析仪测试稳定电话机的双音多频信号电平的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。4稳定参数设置中心放射线n本案例通过了中国国家实验室认可委员会考核专家的认可,在今后的检测工作中,如果在上述测试条件相同的情况下,其结果可直接引用来评定测量结果质量,从而简化了实验室对检测结果的判定,提高检测效率。同时,也可供其他机电产品检测实验室在进行测量不确定度分析时参考。h.引用的数据或其他参量的不确定度;i.测量方法和测量程序的近似和假设;j.在相同条件下被测量在重复观测中的变化。其中称为灵敏系数,它表示当xi有微小变化△xi时,输出估计值y的相应变化。扩展不确定度其中k为包含因子,,一般采用的概率p值为99%和95%。多数情况下,采用p=95%,查t分布表,得包含因子:,若不考虑自由度时,可以取=2。3.4.1稳定电话机双音多频电平不准的标准不确定度u0｜由国家电话机质量监督检验中心对稳定电话机的测试得知:稳定电话机双音多频信号电平的误差限为,属于均匀分布,覆盖因子自由度:3.4.2偏移量v1的标准不确定度1)示值重复性的标准不确定度u11;对稳定电话机双音多频信号电平(高频群)测