测量不确定度评定与应用程序
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测量不确定度评定程序1目的规范检验科测量不确定度评定及报告过程。
2范围适用于各专业组进行定量项目不确定度评定。
3职责3.1技术负责人:根据检验项目识别,提出和组织不确定度评定,并根据各检验项目确定评定要求和方法,负责测量不确定度评定结果的审核和验证。
3.2各专业组:实施测量不确定度的评定,编写《测量不确定度评定报告》。
4工作程序4.1技术负责人组织各相关专业组就下述情况识别和决定有关项目测量不确定度的具体要求:4.1.1当检验不需得到数字结果(如仅需做通过或不通过、正或负或其他定性的估计),则不要求评定测量结果的不确定度,但专业组应对检验结果的可变性有正确的理解和解释;4.1.2对于某些公认的检验方法,如果该方法规定了测量不确定度主要来源的极限值和计算结果的表示形式时,专业组只要遵守该方法和报告结果的方式,即被认为符合要求,可以不编写《测量不确定度评定报告》;4.1.3由于某些检验方法的性质决定了无法从计量学和统计学角度对测量不确定度进行有效而严格的评定,这时应通过分析列出各主要不确定度分量并做出合理评定;4.1.4除上述三种情况,均应根据检验项目的特点分门别类的制定并实施评定其测量不确定度的方法和程序;4.1.5测量不确定度的严密程度取决于检验方法的要求、服务对象提出的要求和进行合格评定时规定的报告的宽窄;4.1.6当不确定度与检验结果的有效性或应用有关,或服务对象有要求,或当不确定度影响到对规范限度的符合性时,检验报告上应给出有关不确定度程序的信息。
4.2测量不确定度评定的必要条件a)使用经确认的分析方法;b)使用规定的室内质量控制程序;c)参加能力验证项目;d)建立测量结果的溯源性。
4.3确定不确定度评定的项目各专业组组长在技术负责人的指导下,确定哪些检验项目需要进行不确定度的评定,一般从以下三方面来确定:a)服务对象要求;b)不确定度与检验结果有效性或应用相关;c)如该项目检验方法存在一个窄限,要依据它作出满足某些规范的决定时。
测量不确定度评定程序1 目的定量评定检测结果的可信度,保证检测数据的科学、准确、可靠,满足客户要求。
2 适用范围用于检测不确定度来源的管理及检测结果不确定度的评定。
3 职责3.1技术负责人组织检测室有关人员进行测量不确定度评定及审核批准。
3.2 检测室负责测量不确定度评定的具体实施。
4 工作程序4.1 测量不确定度的评定应用范围4.1.1 当不确定度与检测结果的有效性和应用有关,或客户对检测结果的不确定度有要求时,或当不确定度影响到对规范限度的符合性,当检测方法中有规定时和发证机关有要求时。
4.1.2 根据检测项目的不同,影响因素的不同,确定采用不同的不确定度评定方法,评定出其测量结果的不确定度。
4.1.3 在检测报告中加入不确定度信息时,其数值大小可以用绝对方式也可以用相对方式给出。
4.1.4 检测室在采用新的检测方法和检测标准发生变更时,应对相关项目的测量不确定度进行评定。
4.2 测量不确定度的评定原则4.2.1 按JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行不确定度的评定,测量结果不确定度的来源,包括被测量的定义、环境、人员、设备、使用参数、方法等多种因素。
4.2.2 评定时,可不考虑被检样品预计的长期性能。
4.2.3 各个不确定度分量按一定方式合成得到合成不确定度,通常包含三个方面的基本信息,即数值大小、分布特征、自由度(自由度在一定情形时可忽略)。
4.2.4 合成时应注意各分量遵守既不重复又不遗漏的原则,对于某些影响确实很小的分量可以忽略不计。
4.2.5 有些检测方法不能从计量学和统计学角度对测量不确定度进行有效的评定,可通过分析列出各主要的不确定度分量,并做出合理的评定。
4.3审核批准技术负责人对不确定度评定报告进行审核4.4 检测报告不确定度的给出原则4.3.1 根据检测结果的有效性和客户的具体要求决定给出测量不确度报告的信息量。
4.3.2 如果检测方法规定了测量不确定度主要来源的极限值,并规定了计算结果的表达形式,则检测室只要遵守该检测方法和报告的要求即可认为符合规定。
文件制修订记录对公司在体系中的测量设备的计量确认过程和测量过程控制的测量不确定度进行评定,使之符合预期的不确定度要求,确保测量结果的正确。
2.0适用范围本程序适用于在进行计量确认过程和测量过程策划或实施测量过程,及在使用测量结果时对测量不确定度进行分析。
有关人员在选用测量设备和测量方法时也可参照本程序。
3.0定义3.1测量不确定度:表征合理地赋予被测量之值的分散性。
3.2标准不确定度:以标准差表示的测量不确定度。
3.3 A类标准不确定度:用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
3.4 B类标准不确定度:用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度。
4.0职责4.1各单位负责本单位实施的测量过程的测量不确定度评定;4.2质检部负责监督、考核各单位测量不确定度的评定工作。
5.0工作流程5.1测量不确定度评定过程5.1.1过程识别:测量不确定度评定过程的输入是国家法规、规范、统计数据、测量设备的证书(或报告)、测量方法、测量环境条件、测量人员素质等;输出是测量不确定度报告;其活动是对测量不确定度分量的分析、合成及扩展不确定度计算。
5.1.2测量管理体系覆盖的计量确认过程、关键测量过程的测量不确定度评定,在测量管理体系的运行过程中应不断完善。
5.1.3各部门应记录测量不确定度的评价。
确定测量不确定度的记录时,可对类似形式的测量设备给予一个通用的陈述,并同时对每个独立的测量过程所特有的变化给出说明。
5.1.4测量不确定度分析应在测量设备和测量过程的确认有效前完成。
5.1.5根据测量过程的重要程度的不同,测量不确定度的评定可以采用不同的方法进行评定。
对于使用要求较低的测量设备,其测量结果的不确定度可采用简化方法进行评定。
5.1.6测量不确定度评定的基本方法执行《测量不确定度评定与表示》的有效版本。
5.1.6.1确定不确定度的来源,一般从五个方面来分析:➢试验人员的因素;➢测量仪器的因素;➢环境条件的因素;➢试验方法的因素;➢被测量本身的因素。
1. 目的 为了正确进行测量不确定度的评定,使检测结果能够处于合理的不确定度范围内,特制定本程序。
2. 范围本程序适用于测量不确定度以及判断测量结果是否处于合理不确定度范围内的情况。
不确定度评定的应用范围包括:检测方法要求、客户的要求、据以做出满足某规范决定的窄限、其它需进行不确定度评定的情况,如比对试验等。
3. 职责3.1技术负责人会同有关人员进行检测结果的不确定度的评定。
3.2中心主任负责不确定度报告进行的审批。
3.3文件和档案管理员负责不确定度评定报告的整理、归档。
4. 工作程序4.1 检测组按JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》进行不确定度的评定。
具体如下:4.1.1找出不确定度产生的原因,建立数学模型。
Y =f (X 1 X 2……Xn )其中Y — 被测量(输出量)X — 影响量(输入量)不确定度的来源主要包括所用的标准物质(参考物质)、方法和设备、环境条件、被测物品的性能和状态以及操作人员等。
4.1.2给出每个影响量X i 的灵敏系数C iC i =ix ∂⎰∂ 4.1.3计算每个影响X i 的标准不确定度μ(Xi )和自由度V i 对于标准不确定度μ(Xi )的评定有两种类型:一是A 类评定、一是B 类评定。
A 类评定是对一级观测列进行统计分析,其μ(X )=S (X )如重复测量下得出几个观测结果x ki 则:单个样本x k 的()()112--=∑=n xx S n k k x k平均值x 的()x S =()n S k x =()()112--∑=n n x x n k k()1-=n v i如被测量X i 在重复条件下进行了n 次独立测量x i1,x i2……x in ,其平均值i X ,标准差为S i 。
如有m 组这样的被测量,则合并样本标准差()()()11122--==∑∑∑==n m x x m S x S m i n j i ij i i p ()1-=n m v i对于B 类评定,按不同分布,找出其等价标准差()xi u4.1.4计算每个影响量X i 的标准不确定度分量()y u i()()xi i i u C y u ⋅=4.1.5合成标准不确定度()y u c 及其有效自由度etf V ()()()()()ji j n i v i j i v i i c x x r y u y u y u y u ,211112∑∑∑-=+==+= 当各影响量独立无关时,相关系数r =0则 ()()y u y u N i i c ∑==12当被测量接近于正态分布时,计算有效自由度eH V有效自由度 ()()∑==N i i i i c eH V x u y u V 144 4.1.6给出扩展不确定U 或U p根据输出量(被测量)的分布情况和有效自由度,求出所要求的置信概率P 下的包含因子k ,则()y u k U c p =。
文件制修订记录1.0目的为了对本实验室检测结果的分散性进行合理评估,以确定其不确定度,制定本程序。
2.0适用范围本程序适用于对本实验室检测结果不确定度的评估。
3.0职责技术负责人组织人员对不确定度的评定进行培训,并要求检测人员会正确应用不确定度的评定。
4.0定义与分类4.1 定义测量不确定度:表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。
标准不确定度:以标准差表示的测量不确定度。
合成标准不确定度:当测量结果是由若干个其它量的值求得时,按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度。
扩展不确定度:确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。
4.2 分类A类标准不确定度标准不确定度 B类标准不确定度测量不确定度合成标准不确定度扩展不确定度(U 、Up)5.0工作程序5.1 测量不确定度评定的严密程度取决于某些因素,诸如:——检测方法的要求——客户的要求——据以做出满足某规范决定的窄限有关人员应按以下方法评估检测结果的不确定度。
5.2 适用时,按照《JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示》的规定,评定所进行测量的标准不确定度。
评定方法包括:统计分析(A类评定)和非统计分析(B类评定)。
5.3 针对有关检测项目,按照该项目的检测作业指导书,选定相关资源,确定计算公式,建立数学模型:y=f(x1, x2, x3,⋯.xn),进行不确定度的评估。
5.3.1 A类标准不确定度的评估用统计方法评定出的不确定度称为A类不确定度。
根据实际情况,选择以下四种方法中的某一种进行计算:1) 单次测量结果平均值实验标准差S(X)2) 合并样本标准差SP3) 极差S(xi)4) 最小二乘法5.3.2 B类标准不确定度的评估B类标准不确定度是根据过去的实验、经验或相对可靠的信息来求得。
一般按以下步骤估算:1)检定或校准证书传递的不确定度2)最大允许误差产生的不确定度3)测量设备分辨力导致的不确定度4)数字修约导致的不确定度5)重复性限或复现性限产生的不确定度6)根据校准证书中的“等”或“级”信息,查找其扩展不确定度。
文件制修订记录1.目的为在进行测量以及在说明和使用测量结果时考虑测量过程中重要的已被识别的不确定度,并规范测量不确定度的评定程序和表示格式。
2.范围适用本公司测量不确定度的评定与表示。
3.职责3.1测试人员负责不确定度类作业指导书的编写。
3.2工程部经理负责不确定度评定和表示的审核。
3.3技术负责人负责不确定度评定和表示的批准。
3.4测试人员在必要时负责在检测报告中给出不确定度。
4.程序4.1术语和定义4.1.1测量不确定度(uncertainty of a measurement):表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。
4.1.2标准不确定度(standard uncertainty):以标准差表示的测量不确定度4.1.3不确定度的A类评定(type A evaluation of uncertainty ):用对观察列进行统计分析的方法来评定标准不确定度,用实验标准偏差表征。
4.1.4不确定度的B类评定(type B evaluation of uncertainty ):用不同于对观察列进行统计分析的方法来评定标准不确定度,用根据经验或资料及假设的概率估计的标准偏差表征。
4.1.5合成标准不确定度(combined standard uncertainty):当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各值的方差和协方差算得的标准不确定度。
4.1.6扩展不确定度(expanded uncertainty,):确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。
4.1.7包含因子(coverage uncertainty):为求得扩展不确定度,对合成标准不确定度所乘之数字因子。
4.2要求4.2.1给出不确定度的若干情况当不确定度与检测结果的有效性或应用有关,或客户的指令中有要求,或当在确定度影响到规范限度的符合性时,检测报告中需包括有关不确定度信息。
在认可机构的有要求和检测方法有要求时,不确定度也必须以检测报告或其它形式给出。
测量不确定度评定方法及应用摘要:现阶段国家标准实验室验证、计量标准技术报告、鉴定标准证书出具均需要检测部门提供可靠检测数据,检测数据需要用测量不确定度评定方式表示。
针对此,本文以测量不确定度概念为切入点,提出测量不确定度评定方式及实际应用流程,与企业相关工作人员提供理论性帮助。
关键词:测量不确定度;评定方法;应用前言:在现阶段测量工作开展期间,不确定度检测、校准与合格评定工作极为重要,需要结合实际测量要求,选择适宜的不确定度评定方式,明确测量不确定度应用重点,确保测量不确定度应用工作能够在提高测量工作实施水平中发挥出重要作用。
1、测量不确定度概念测量不确定度主要就是指表征合理地赋予被测量值的分散性,与测量结果相联系的参数。
测量结果是测量对象的特定值,可被理解为测量值最佳估计,指代观测结果和测定值的合理处理及修正,经过必要计算获得的量值与报告值[1]。
通常情况下,观测值又被称之为一次观测中由显示器所得的单一值或者测得值。
在表示测量不确定度时,主要就是评估测量结果的可靠度,说明置信水准区间的半宽度。
测量不确定度需要由不确定度大小、置信频率表示。
其中,不确定度大小又指置信区间,置信频率主要包括置信水平、置信水准、置信系数,用测量结果代表落在测量期间的把握。
规定测量不确定主要为说明置信水准区间的半宽度,不确定度为正值。
由方差值计算出正平方根,对称分布的不确定性需要上下区间相等。
不对称分布的不确定性,上下区间不等,需要区间半宽度由上区间减下区间除2计算得出。
2、测量不确定度种类及来源2.1测量不确定度种类由于在实际测量过程中的误差较多,测量结果不确定性要按照评定方式分为多种类型。
如A类不确定度需要用统计方法计算分量,B类不确定度需要用其他方式计算分量[2]。
确定不同度分量的目的为不同处理方法,计算合成不确定度,但并不表示两种方法获得的不确定度存在本质不同,需要获得方法利用概率分布,任何一种方法得到的不确定度分量都可用标准差或方差定量表达。
计量检定中测量不确定度的应用及注意事项摘要:计量检定时,需要使用各类测量工具,通常包括了机械型、半自动型、智能型工具。
然而,无论采用哪种计量检定工具,均不能排除误差的存在。
因此,在实际的计量检定工作中,需要对测量不确定度进行评定。
从概念界定看,测量不确定度主要是指在测量仪器上示值误差的不确定度,既是一种方法,也具有十分鲜明的技术特点,在实际应用时牵涉到应用范围及其测量结果的评定。
目前,在应用测量不确定度时,按照国际标准,可划分为GUM法和蒙特卡洛法两种方法。
基于此,对计量检定中测量不确定度的应用及注意事项进行研究,以供参考。
关键词:计量检定;测量不确定度;应用;注意事项引言测量不确定度从词义上理解,是指测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度,是定量说明测量结果的质量的一个参数。
实际上由于测量不完善和人们的认识不足,所得的被测量值具有分散性,即每次测得的结果不是同一值,而是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。
虽然客观存在的系统误差是一个不变值,但由于我们不能完全认知或掌握,只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内,而这种概率分布本身也具有分散性。
测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数,它不说明测量结果是否接近真值。
1测量不确定度的来源测量过程中导致不确定度的来源很多,常见的主要有以下几类:(1)被测量的定义不完整;(2)复现被测量的测量方法不够理想;(3)取样的代表性不够,即被测样本不能代表所定义的被测量;(4)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;(5)对模拟式仪器的读数存在人为偏移;(6)测量仪器的计量性能(如灵敏度、鉴别力、分辨力、死区及稳定性等)的局限性;(7)测量标准或标准物质提供量值的不准确;(8)引用的数据或其他参量值的不准确;(9)测量方法和测量程序的近似和假设;(10)在相同条件下被测量在重复观测中的变化。
通常,在对测量结果其不确定度来源进行分析时,可以从测量仪器、测量环境、测量方法以及被测量等方面进行全面的考虑,应尽可能地做到不遗漏、不重复,尤其要考虑对测量结果影响较大的不确定度来源。
测量不确定度评定程序1.目的测量不确定度是对测量结果的定量评定,测量结果只有具有不确定度说明时,才是完整和有意义的。
2.适用范围本程序适用于在客户要求时对检测结果进行测量不确定度的评定。
3.职责检验室负责不确定度的评定。
4.标准不确定度的评定4.1建立数学模型确定被测量y与输入量%、是…%的关系上-(%、x...x)β由%、是…尤的最佳值%、&…%而得出Y的最佳值即测量结果为:y=f(xnX2…x)4.2列不确定度式由测量公司有可能的不确定度来源,按不确定度传播得到不确定度式。
4.3不确定度的A类评定方法用对被测量重复观测并根据测量数据进行统计分析的方法,得到的实验标准偏差就是A类标准不确定度。
如对被测量%在同一条件下进行n次独立重复观XVi l⅞测,观测值为XLg2,…n)由下式得样本的算术平均值X尤为被测量的估计值即测量结果。
%的实验标准偏差S(X)即测量结果的标准不确定度u3°r∑(jc∕∕-jc,y-S(Xp=4.4标准不确定度的B类评定方法4.4.1当被测量片的估计值乂不是由重复观测得到时,则标准不确定度〃(如可用对%的有关信息或资料来评定。
这些信息资源包括:a)以前测量的数据;b)生产厂的技术说明书;c)检定证书及其他提供数据的文件;d)引用的手册。
4.4.2B类不确定度的评定办法一般根据经验或有关信息和资料,分析被测量可能区间(-a,a),并假定被测量值的概率分布,由要求置信水平(包含概率)估计包含因子h测量不确定度〃(均)为O=f式中,a为半区间的宽度。
5.合成标准不确定度和评定5.1如果测量结果的标准不确定度包含若干个不确定度分量时,可用不确定度分量的合成得到合成不确定度分量时,可用不确定度的分量的合成得到的标准不确43)=VL i定度为各单个标准不确定度〃(必)的方和根值。
1.2当各分量相关时,合成标准不确定度为“O=J♦+相关项分量V1=11.3当各分量完全正相关时,合成标准不确定度&(0为以.3)=∑LL iZ=I6.扩展不确定度6.1扩展不确定度用〃表示,〃由合成不确定度乘包含因子A得到。
明确测量不确定度的评定方法,出具合理的检测结果。
2 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。
3 定义3.1 不确定度:表征赋予被测量值分散性的非负参数。
4 职责4.1 实验室主任4.1.1 负责不确定度评定报告的批准,对报告的结论负责。
4.2 质量主管4.2.1 负责不确定度报告的审核。
4.3 技术主管4.3.1 组织对检测项目进行测量不确定度评定。
4.4 试验员4.4.1 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。
5 程序5.1 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。
5.2 建立数学模型根据测试方法(标准)原理建立输出量(被测量y )与输入量(x 1,x 2….x n )间的函数关系,即建立:),,(21n x x x f y =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 ≥10)次测量,通过贝塞尔公式计算出实验标准差s ,即:1)(12--=∑=n x xs ni i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:s x u i =)(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:1)(n s x u =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: pk ax u =)( 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。
表1 正态分布情况下包含概率p 与包含因子k p 间的关系表2 其他分布情况下包含概率为100%时的k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:kx U x u )()(=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:pp k x U x u )()(=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δx ,则u (x i )=0.29δx ; ②量值数字修约时,如修约间隔为δx ,则u (x i )=0.29δx ;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 /2.83④在规定的不同测量条件下,两次测量结果之差的复现性限为R 时,u (x i )=R /2.83⑤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 、νeff 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 (νeff ) 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),则:3/)(A x u i =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。
测量不确定度评定程序1目的对测量不确定度进行合理评定,确保检验检测报告结果的准确性,特制定本程序。
2范围对测量结果的不确定度评定过程管理。
3定义3.1测量不确定度:根据所用到的信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数。
3.2标准不确定度:以标准偏差表示的测量不确定度。
3.3合成标准不确定度:由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度。
3.4扩展不确定度:合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。
4职责4.1计量室提供本中心不确定度评定的相关信息。
4.2检测室负责对检验检测结果的不确定度评定。
4.3项目室负责本程序在本室的实施。
5 工作流程图本页此处无正文6程序要点6.1由测量所得的赋予被测量的值称为测量结果。
6.2测量结果仅仅是被测量的近似估计,完整的测量结果应当附有定量的不确定度说明。
6.3测量不确定度的来源在实践中,测量不确定度可能来源于以下10个方面:a.被测量的定义不完整;b.实现被测量的定义的复现不理想;c.取样的代表性不够,即被测量的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足,或对环境条件的测不完善;e.模拟仪器的人员读数偏移;f.测量仪器的计量性能(如最大允许误差、灵敏度、鉴别力、分辨力、死区及稳定性等)的局限性即导致仪器的不确定度;G.测量标准或标准物质提供的标准值的不确定度;h.引用的常数或其他参数的不准确;i.测量方法和测量程序中的近似和假设;j.在相同的条件下,被测量重复观测值的变化。
6.4很多情况下,被测量Y不能直接测得,而是由N个其他量X1,X2,…,X N通过广义的函数关系f确定Y=f(X1,X2,…,X N)式(28-1)测量结果,即输出估计值y由输入估计值x1,x2,…,x n代入上式得到,即:y=f(x1,x2,…,x n)式(28-2)该表达式为广义的函数关系,其描述了一个测量过程,它应包含对测量过程有明显贡献的所有的量(包含环境、人员、设备、方法等多种因素)。
测量不确定度评定程序
一、目的
为合理表征测量结果的不确定度,给出合理统一的不确定度评定方式和步骤,定量说明测量结果的可信度,保证检测数据的准确可靠。
二、范围
适用于本实验室检测过程中可能导致不确定度来源的管理和测量不确定度的评定。
三、职责
3.1质量监督员组织对测量不确定度的评定;
3.2质量负责人对评定的测量不确定度确认;
3.3检测人员提供采样、测量过程中有关不确定度信息,并实施本程序;
3.4仪器设备管理员提供测量仪器特性的不确定度信息。
4.1检测工作中测量不确定度有以下主要来源,具体由检测人员、设备管理人员提供相关信息:
(1)采样代表性不够;
⑵样品均匀性;
⑶测量过程中环境条件不完善;
⑷测量仪器分辨率、精度不能满足要求;
(5)分析测试方法和检测过程的偏差(主要指反应效率、分析空白、基体效应、干扰影响、回收率等不确定度分量);
⑹标准物质的不确定度;
(7)试剂纯度;
(8)数据处理和修约;
⑼操作人员素质因素。
4.2测量不确定度由质量监督员组织评定计算。
4.3测量不确定度分类。
测量不确定度评定程序1 目的对测量不确定度进行合理的评定,确保报告结果准确性。
2 范围对测量不确定度管理的全过程。
3 职责3.1技术负责人负责编写测量不确定度作业指导书,并组织《检验结果不确定度报告》的评定。
3.2科主任负责批准《检验结果不确定度报告》。
4 工作流程4.1 测量不确定度的来源:(1)取样的代表性不够,样本不能完全代表被测量的性能和状态。
(2)对被测量的定义不完整或不完善。
(3)采用的检验方法不理想。
(4)检验过程受环境的影响或对环境条件的控制不完善。
(5)对仪器读数存在的人为偏移。
(6)检验仪器的分辨力或鉴别力不够。
(7)检验中所用标准物质、试剂、消耗材料的值不准。
(8)引用于数据计算的常量和其他参量不准。
(9)操作人员方面的影响。
4.2测量不确定度的评定方法:4.2.1检验人员根据随机取出的测量样本中所获得的信息,来推断关于总体性质时,应采用A类不确定度评定方法,用符号u表示,其评定流程如下:A对X i,1独立观测得X i,1 ,X i,2,┄┄ X i,n对xi 的测量结果4.2.2检验部门根据经验、资料或其他信息来评估时,应采用B 类不确定度评定方法,用符号u B 表示,B 类不确定度评定的信息来源有以下六项(1)以前的观测数据;(2)对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验; (3)生产部门提供的技术说明文件;(4)校准证书或其他文件提供的数据,准确度的等级或级别,包括目前暂在使用的极限差等;(5)手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度;(6)规定实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性限r 或复现性限R 。
用这类方法得到的估计法U 2(K i )可称为B 类方差。
其评定流程如下:()∑+++==n i i i kk i i x x x nx n X ,2,1,, (1)14.2.3当检验结果是由若干个其他量求得的情形下,应采用合成标准不确定度,用符号u C 表示,表征合理赋予被测量估计值y 分散性。
文件制修订记录1目的评估测量不确定度,可以说明检验检测结果的水平是否符合要求。
同时为提高检验检测工作的质量提供依据。
2适用范围适用于本公司全部检验检测工作。
3职责技术负责人负责评估的执行,各检测部门有关人员进行实施。
4工作程序4.1仪器设备的测量不确定度。
公司仪器设备的校准或检定,均要求校准或检定的单位或部门,在校准或检定报告中给出其测量不确定度或精确度。
4.2标准不确定度的A 类评定对x i 独立测量n 次得x i 1,x i 2,…… x i n则x i 的最佳值x i =∑=nk ik x n 11得x i 的标准不确定度u(x i )=()∑=--nk I ik x x n n 1)(114.3标准不确定度的B 类评定4.3.1已知展伸不确定度u(x i )和包含因子k 则其标准不确定度 u (x i )= u (x i )/ k 4.3.2未知展伸不确定度首先估计x i 的变化半范围a 然后计算标准不确定度 a) 若x i 属正态分布,则u(x i )=a /kiki 为置信因子,当取置信水准为0.95或0.997时,ki 应为2或3。
b) 若x i 属均匀分布,则u xi = a /3 4.4合成标准不确定度 4.4.1关于不确定度传播系数测量结果y 为各分量测量结果的函数y=f(x 1x 2……x n ) 则 i x y ∂=∂ 为其传播系数4.4.2影响测量结果y 的各分量的标准不确定度u i u i =i x f ∂∂/u(x i )4.4.3当各分量不相关时的合成标准不确定度u c (y) u c (y)=∑2iu4.4.4当各分量相关时的合成标准不确定度a)所有分量完全正相关时u c (y)=∑i u b) 部分分量为完全成相关时u c (y)=∑2iu+ 相关各分量的标准不确定度4.5展伸不确定度4.5.1当无自由度时,取定包含因子k 当置信水准为0.95或0.997时, k=2或3。
程序文件测量不确定度评定程序文件编号:XXX-XX-XX版本/修订:A/0编制人:审核人:批准人:测量不确定度评定程序1 目的所有测量结果都存在不确定度因素,为了规范本中心(实验室)不确定度的评定,给出科学、可信的不确定度,特制定本程序。
2 范围遇有下列情况时需要评定测量不确定度:a)不确定度与检验结果的有效性或应用有关时;b)客户有要求时;c)当不确定度影响到对规范限值的符合性时;d)当检验方法中有规定时;e)当开发新项目或采用新的检验方法时的主要技术指标;f)软件测试中,检测结果涉及测量值并有量值精确度要求时。
3 职责a)技术负责人负责组织测量不确定度的评定工作;b)综合检验室具体实施并完成;c)综合管理部负责不确定度报告的编号、存档。
4 工作程序4.1 按照CNAS-CL01-G003:2021《测量不确定度的要求》中对检验实验室测量不确定度评定与表示的要求并结合本行业特点,建立该评定测量不确定度的程序。
4.2技术负责人和相关人员根据不同的检验项目和检验对象,采用不同的方法对其测量不确定度进行评估:a)对于某些广泛公认的检验方法,如果该方法规定了测量不确定度主要来源的极限值和计算结果的表示形式时,检测中心只要按照该检验方法的要求操作,并出具检验结果报告和报告要求,即被认为符合要求;b)对一特定方法,如果已确定并验证了结果的测量不确定度,实验室只要证明已识别的关键影响因素受控,则不需要对每个结果评定测量不确定度;c)由于某些检验方法的性质,决定了无法从计量学和统计学角度对测量不确定度进行有效而严格的评估,这时至少应通过基于对检测分析方法的理论原理或使用该检测方法的实践经验进行分析,列出各主要的不确定度分量,并做出合理的评估,同时应确保测量结果的报告形式不会使客户造成对所给测量不确定度的误解;d)如果检验结果不是用数值表示或不是建立在数值基础上(如合格/不合格,阴性/阳性,或基于视觉和触觉等的定性检验),则实验室应采用其他方法评估测量不确定度,例如假阳性或假阴性的概率;e)采用新的检验方法时,应按照新方法重新评估测量不确定度;f)对所采用的非标准方法、自制方法、超出预定使用范围的标准方法以及经过扩展和修改的标准方法重新进行确认,其中应包括对测量不确定度的评估;g)对于不同的检测项目和检测对象,可以采用不同的评定方法。
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
足测量方法标准或检定规程对有效位数的规定,也要满足GUM的要求(一位或二
位)。
兼顾二者确定了扩展不确定度的有效位数后,应采用扩展不确定度的修约间隔来修约测量结果,以确定测量结果的有效位数。
必须注意的是不允许连续修约。
即在确定修约间隔后,一次修约获结果,不得多次修约。
而且,当用同一测量单位来表述测量结果和不确定度时,他们的末位应该是对齐的。
一句话,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JJG1059.1-2012和检测方法标准的要求。
&9 报告的拟制、审核、批准、签发、存档按《检测报告管理程序》进行。
6相关文件
JJF1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》
《检测报告管理程序》
记录。