測量不確定度的評定
1、測量模型的建立(了解)
被測量指的是作為測量對象的特定量,在實(shí)際測量的很多情況下,被測量不能直接測得,而是由其它量通過一定的函數(shù)關(guān)系確定。這種函數(shù)關(guān)系稱為測量模型或測量過程的數(shù)學(xué)模型。
數(shù)學(xué)模型不是唯一的。
數(shù)學(xué)模型可用已知的物理公式求得,也可用實(shí)驗(yàn)的方法確定,有時(shí)甚至只能用數(shù)值方程給出。
2、輸入估計(jì)值測量不確定度的評定
(1)概述
與輸入估計(jì)值相關(guān)的測量不確定度,采用“A類”或采用“B類”方法評定。
標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定是通過對觀測列的統(tǒng)計(jì)分析來評定不確定度的方法,此時(shí),標(biāo)準(zhǔn)不確定度為通過求平均程度或適當(dāng)?shù)幕貧w分析求得的平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。
標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評定是用不同于對觀測列統(tǒng)計(jì)分析的方法來評定不確定度的方法,此時(shí),標(biāo)準(zhǔn)不確定度是根據(jù)其它知識(shí)或信息得出的。
(2)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定(掌握)
當(dāng)在相同的測量條件下,對某一輸入量進(jìn)行若干次獨(dú)立的觀測時(shí),可采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定方法。
假定重復(fù)測量的輸入量Xi為量Q。若在相同測量條件下進(jìn)行n(n>1)次獨(dú)立的觀測,量Q的估計(jì)值為各個(gè)獨(dú)立觀測量值qj(j=1,2,…,n)的算術(shù)平均值 , 與輸入估計(jì)值 相關(guān)的測量不確定度可按下方法之一評定:
(a) 值qj的實(shí)驗(yàn)方差s2(q)是概率分布方差的估計(jì)值,可按下式計(jì)算:
其(正)平方根為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。算術(shù)平方根 方差的最佳估計(jì)值,是由下式給出的平均值的實(shí)驗(yàn)方差:
其(正)平方根稱為平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。與輸入估計(jì)值 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度即平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差:
一般而言,不重復(fù)測量次數(shù)n較小時(shí)(n<10)時(shí),按上式表述的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定的可靠性就有所降低?刹捎闷渌椒▉碓u定標(biāo)準(zhǔn)不確定度。 (b) 對于特征比較明確且處于統(tǒng)計(jì)控制之下的測量過程來說,使用所獲得的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp來描述分散性,可能比采用通過有限次數(shù)的觀測值獲得的標(biāo)準(zhǔn)差更為合適。sp為測量過程長期的組內(nèi)方差平均值的平方根。
在此情況下,若輸入量Q的值由非常有限的n次獨(dú)立觀測值的平均值 求得,則平均值的方差可按下式估計(jì):
可根據(jù) 來計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
(3)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類確定(熟悉)
B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定是用不同于對觀測列統(tǒng)計(jì)分析的方法,來評定與輸入量Xi的估計(jì)值xi相關(guān)的不確定度。即根據(jù)所有獲得的關(guān)于Xi可能變異性的信息,做出科學(xué)的、經(jīng)驗(yàn)的判斷,來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)。用于不確定度B類評定的住處來源一般包括:
¨ 以前的觀測數(shù)據(jù);
¨ 對有關(guān)材料手儀器特性的了解和經(jīng)驗(yàn);
¨ 生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件;
¨ 校準(zhǔn)證書、檢定證書或其它文件提供的數(shù)據(jù);
¨ 手冊或某些資料給出的參考數(shù)據(jù)及其不確定度;
¨ 規(guī)定實(shí)驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性限或復(fù)現(xiàn)性限。
進(jìn)行B類評定,要求有一定的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技巧。B類評定的方法有以下四種:
(a)已知擴(kuò)展不確定度和包含因子
標(biāo)準(zhǔn)不確定度; 擴(kuò)展不確定度; 包含因子
(b)已知擴(kuò)展不確定度和置信水平的正態(tài)分布
標(biāo)準(zhǔn)不確定度; 一定置信水平p下的置信區(qū)間的半寬,即擴(kuò)展不確定度。kp置信水平p下的包含因子。(通過查表得)
考試網(wǎng)(www.Examw。com) (c)其它幾種常見的正態(tài)分布