测量不确定度评定与应用程序
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目的 明确测量不确定度的评定方法,出具合理的检测结果。 适用范围
适用于实验室各类检测结果的测量不确定度评定。 定义
不确定度:表征赋予被测量值分散性的非负参数。 职责 实验室主任
负责不确定度评定报告的批准,对报告的结论负责。
质量主管 负责不确定度报告的审核。
技术主管 组织对检测项目进行测量不确定度评定。
试验员 填写不确定度原始记录,根据原始记录拟制测量不确定度报告。
程序 概述
将测量方法的依据、环境条件、测量标准(使用的计量器具、仪器设备等)被测 对象、测量过程、其他有关的说明等表述清楚。 建立数学模型
1
2
3 3.1
4 4.1
4.1.1 4.2
4.2.1 4.3
4.3.1 4.4
4.4.1 5
5.1
5.2
测量不确定度的评定与应用程序
页 码 第3页;共7页
根据测试方法(标准)原理建立输出量(被测量 y)与输入量(X 〔,X 2….X n )间的函
数关系,即建立:
y f(X i ,X 2 ,X n )
5.3
测量不确定度来源的分析
按测量方法和条件对测量不确定度来源进行分析,找出测量不确定度的主要来源。
5.4
标准不确定度分量的评定 5.4.1
对A 类不确定度进行预评定
按照试验方法的要求,对被测物进行 n(n 》1次测量,通过贝塞尔公式计算出实验 标准差
s ,即:
n
(X i X)2
c / i 1
■ —n_1 —
在日常检测中,若测量结果取观测列任一次 x i 值,则对应的标准不确定度为:
u(X i ) s
若测量结果取n 1次观测列值的平均值X 时,则对应的标准不确定度为:
5
.4.2 根据许多已知的信息来评定 B 类标准不确定度。如所使用仪器设备的校准证书、
检定证书、准确度等级、暂用的极限误差、技术说明书或有关资料提供的数据及 其不确定度,还有过去的测量数据、经验等。则
B 类标准不确定度为:
U (X )
产
k p
a 可从上述的信息中得到,包含因子 k p 是根据输入量在区间[-a, a ]内的概率分布 来确
定,见表1和表2
u(X)
s
p
对于输入量x 在[-a, a ]区间内的分布难以确定时,则可认为服从均匀分布,取包 含因子为3
,如果输入量x 由完善的校准证书或检定证书等文件给出了 x 的扩展不
确定度U(x)和包含因子k,则:
u(x)吸
k
如果证书给出了 U p (x)及包含概率p,则按表1得到k p ,有:
为应用方便,特给出下列常用的几种
B 类不确定度:
① 数字显示式测量仪器,分辨力为 x ,则U(X i )=0.29 x ;
② 量值数字修约时,如修约间隔为x ,则u(x i )=0.29 x ;
③ 在规定的相同测量条件下,两次测量结果之差的重复性限为
r 时,
u(x i )=r/2.83
u(x)
U p (x)
k p
u(x i)=R/2.83
⑤以等”使用的仪器,由校准证书或其他资料知U(x i)和k或Up(x i)、p、 eff时,
u(x i)=U(x i)/k 正态分布时
U(x i)=Up(x i)/k p 正态分布时(由表1,得k p)
U(X i)=Up(X i)/t p( eff
)
t分布时(查JJF1059.1-2012附录B得t p值)
⑥以级”使用的仪器,由检定证书给出的级别”(0.5、1、2、3等级别)知该级别
的最大允许误差为 A( 0.5%, 1%等),贝
u(x) A/ , 3
5.5计算合成标准不确定度
当测量结果(输出量y)是由若干个其他量(输入量x i)的值求得时,根据不确定度传播定
律,合成标准不确定度(u c)是按其他各量的方差或协方差算出。当全部输入量X i是彼此独立或不相关时,合成标准不确定度u c(y)的方差,可按下式得出:
N 2
N N
2 f 2 2 2 2
u c (y) [——]u (x i) C i u (x i) U i (y)
i 1 x i i 1 i 1
f
式中,Ui(y) G u(xi),u(x i)为A类或B类标准不确定度分量;x i为传播系数或灵敏系数,它反映了输出量丫的估计值y随输入量的x i变化而变化,即描述当x i变化一个单位时,引起y的变化量(x i对y产生的影响程度)。
若 y=C1X1+C2X2+ ... + C n X n,且 C i 为+ 1 或— 1,贝U:
n n
2 2 2
u c (y) u (x i) U i (y),
U c(y) , u2(xQ ,, U i2(yJ
&6扩展不确定度的评定
根据实际问题的需要,计算出扩展不确定度,并进行评定。
扩展不确定度U由U c(y)乘包含因子k得到,即:U=k U c(y);
可以期望在y-U至y+U的区间包含了测量结果可能值的较大部分。k 一般取2。
扩展不确定度U p由U c(y)乘给定概率p的包含因子k p得到,即
U p = k p U c(y)
可以期望在y-U p至y+U p的区间内,以概率p包含了测量结果的可能值。k p与y的分布有
关,当y接近正态分布时,k p可采用t分布临界值表(简称t值表)查到
(JJF1059.1-2012附录 B),p 一般取 95%。
5.7测量不确定度的报告
按照问题的类型,根据测量不确定度的评定,选择合乎GUM或JJF1059.1-2012规定的表示方式,给出测量不确定度的报告。通常采用U=ku c(y)的形式表示。
女口: u c(y)= 0.35mg, m s=100.02147g取包含因子 k=2,U=2 0.35=0.70mg,则测量结
果表示为:
m s=100.02147g,U=0.70mg, k=2 或
m s=100.02147±0.00070 (g) , k=2
测量结果及其不确定度的有效位数最多为两位,必须同时满足GUM或
JJF1059.1-2012和检测方法标准的要求。
5.8测量结果和扩展不确定度有效位数的确定
GUM的原则是:u c(y)和 U或U P最多为两位有效数字,两位以上是不允许的。先