测量不确定度评定PPT推荐.pptx
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”这样,为了给不确定度定量实际上需要有两个数。
一个是该余量的宽度(区间);
另一个是置信概率,说明我们对真值在该余量范围内有多大把握。
测量不确定度的表述测量不确定度概论测量不确定度概论测量不确定度的表述例如:
我们可以说一支笔的长度测定为:
10cm1mm,置信概率为95%。
这个表述是说我们对棍子长度在9.9cm到10.1cm时有95%的把握。
测量不确定度概论测量不确定度概论表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相关联的参数。
什么是【测量】不确定度uncertaintyof【ameasurement】测量不确定度概论测量不确定度概论测量不确定度的意义误差理论因逻辑概念和评定方法的问题难以统一,不同测量结果之间缺乏可比性,用测量不确定度来统一评价测量结果的质量顺应科技与全球化的发展。
测量不确定度反映了测量结果的质量。
通常认为不确定度小,测量结果的质量高,只要不确定度满足要求,即认为质量好。
0202PartPartTwoTwo相关标准要求相关标准要求相关标准要求CNAS-CL01、CNAS-CL07中要求校准实验室对全部校准项目评估测量不确定度。
0303PartPartThereThere测量不确定度评定测量不确定度的评定流程测量不确定度的评定流程列出不列出不确定度确定度来源来源建立建立数学数学模型模型标准标准不确不确定度定度分量分量评定评定A类类评评定定B类类评评定定计算计算标准标准不确不确定度定度评定评定合成合成不确不确定度定度不确不确定度定度报告报告评定评定扩展扩展不确不确定度定度列出不确定度来源列出不确定度来源010203040506070809010203040506070809被测量的定义不完整,数学模型的近似和假设被测量的定义不完整,数学模型的近似和假设重复测量时被测量的变化重复测量时被测量的变化(误差误差)引用数据或参数的不确定度引用数据或参数的不确定度测量标准或标准物质的不确定度测量标准或标准物质的不确定度测量方法不理想测量方法不理想取样的代表性不够取样的代表性不够环境影响环境影响读数误差的影响读数误差的影响仪器设备的性能不佳、精确度仪器设备的性能不佳、精确度常见来源列出不确定度来源列出不确定度来源-举例举例举例举例11:
布氏硬度检测:
布氏硬度检测不确定度的主要来源有:
试验力误差;
压头直径误差;
压痕直径误差;
硬度计示值误差;
试样表面质量所带来的不确定度(本试验中,忽略不计);
数据修约带来的不确定度(本试验中,忽略不计);
在试验过程中,保持15s后,硬度值变化很小,对试验结果影响很小,此带来的不确定度忽略不计;
环境温度和湿度(实验室恒温恒湿,由此带来的不确定度忽略不计)建立数学模型建立数学模型18l被测量(输出量、应变量)Y与影响量(输入量、自变量)x1,x2,xN之间的函数关系,以及需要考虑可能的影响量,建立数学模型(测量结果的计算公式):
l在测量所依据的标准方法(如GB/T)中,通常会给出待测量的“计算公式”,实际上很多情况下它就是数学模型;
但是该公式一般不包括影响因素,因此有时还要在该计算公式的基础上增加若干影响量成为数学模型。
建立数学模型建立数学模型-习题习题11试验设备LD3000型布氏硬度计,HBW为D5mm的硬质合金球压头,试验力F7355N,试验力保持10s,试验环境温度20,湿度为60%。
在试样表面选择均匀分布的5个点进行硬度试验,再将每个点用JX13B型的万能工具显微镜读取10次压痕直径d。
数学模型F试验力,N;
D压头直径,mm;
d压痕直径,mm。
建立数学模型建立数学模型-习题习题22试验设备JD25-C型测长仪,选用大测钩,测力F2.5N及报告值为30.0002的三等标准环规作为对标环规,试验环境温度20,湿度为60%。
采用双钩法相对测量方式反复测量5次。
数学模型D被测环规直径,mm;
D1测量示值,mm;
D0初始值,mm;
Ds标准环规实际值,mm。
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-分类分类评定方法A类评定用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度B类评定除A类以外的其他方法,基于实验或其他信息来估计,含有主管鉴别成分。
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-A-A类评定类评定22AA类评定的步骤类评定的步骤按设定的条件和方法进行多次重复性(或复现性)试验取得若干个测量数据(观测列):
X1,X2,Xn求这些数据的平均值求单次测量的标准偏差(贝塞尔公式)求标准不确定度若以平均值表示测量结果,则应计算平均值的标准偏差AA类评定类评定-习题习题l对对一一固固体体样样品品进进行行多多次次称称重重,测测得得数数据据为为0.1000g0.1000g、0.1001g0.1001g、0.1000g0.1000g、0.1002g0.1002g、0.0999g0.0999g、0.1000g0.1000g、0.1001g0.1001g、0.1000g0.1000g、0.0999g0.0999g、0.1000g0.1000g,求求其其AA类分量的标准不确定度。
类分量的标准不确定度。
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-B-B类评定类评定BB类评定的步骤类评定的步骤确定需要评定的随机变量(不确定度分量)的分散区间,半区间a;
估计该量变化的规律(分布);
根据分布查找包含因子k:
a.按技术资料中说明的包含因子选取b.按估计的分布选取c.若检定证书或技术说明书只给出了不确定度而未给出包含因子时,可取k=2。
d.若明确给出重复性限、复现性限时,取k=2.83。
求标准不确定度:
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-B-B类评定类评定分步讲解分步讲解确定需要评定的随机变量确定需要评定的随机变量(不确定度分量不确定度分量)的分散区间,半区间的分散区间,半区间aa;
a)以前测量的数据;
b)对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验;
c)生产厂提供的技术说明书;
d)校准证书、检定证书或其他文件提供的数据;
e)手册或某些资料给出的参考数据;
f)检定规程、校准规范或测试标准中给出的数据;
g)其他有用的信息。
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-B-B类评定类评定习题:
习题:
a)生产厂提供的测量仪器的最大允许误差为b)校准证书提供的校准值,给出了其扩展不确定度为Uc)由手册查出所用的参考数据,其误差限为d)有关资料查得某参数的最小值为a-和最大值为a+e)当测量仪器或实物量具给出准确度等级时答案:
1.半宽度为2.区间的半宽度为U3.半宽度为4.则区间半宽度可以用下式估计:
a=(a+-a-)/25.可以按检定规程规定的该等级的最大允许误差或测量不确定度来评定。
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-B-B类评定类评定分步讲解:
分步讲解:
估计该量变化的规律估计该量变化的规律(分布分布)。
a)a)在缺乏任何其他信息的情况下,一般估计为均匀分布(均匀分布)是比较合理的。
在缺乏任何其他信息的情况下,一般估计为均匀分布(均匀分布)是比较合理的。
b)如果已知被测量的可能值出现在a-至a+范围中心附近的概率,大于接近区间的边界时,则最好估计为三角分布。
c)如果被测量本身就是重复性条件下的几个观测值的算术平均值,则可估计为正态分布。
d)在有些情况下,可采用同行共识,如化学检测实验室的定容误差,欧洲分析化学中心(EURACHEM)认为其服从三角分布。
28分布函分布函数数图形图形在下述情况使用在下述情况使用不确定度区间不确定度区间(U(U或或a)a)概率概率,pp包含因子包含因子kk的数值的数值BB类标准不确定类标准不确定度度uu(x(xii)矩形矩形证书或其他技术规定给出了界限,但无规定置信水平估计值是以最大区间(a)形式给出的,但没给出分布的形状(aa)100%100%三角三角所获得的有关x的信息不仅限于矩形分布。
靠近x的数值比接近两边界的更加可能。
估计值是以最大区间(a)形式作出并具有对称分布。
(aa)100%100%正态正态估计值是对随机变化过程的重复测量作出的不确定度是以标准偏差s,相对标准偏差s/x或方差系数CV%给出,未给出分布不确定度以95(或其他)置信水平,区间为xc给出,未规定分布(33)99.73%99.73%33UU/3/399%99%2.5762.576UU/2.576/2.576(22)95.45%95.45%22UU/2/295%95%1.9601.960UU/1.960/1.96068.27%68.27%11UU随机变量的变化规律随机变量的变化规律(分布分布)、包含因子、包含因子k及概率的对应关系表及概率的对应关系表标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-B-B类评定类评定计算各直接测量量计算各直接测量量xxii的合成标准不确定度的合成标准不确定度一般各直接测量量都会有多个A类分量和B类分量A类不确定度评定B类不确定度评定合成各直接测量量的标准不确定度标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-标准不确定度评定标准不确定度评定小结重要重要计算计算yy的合成标准不确定度的合成标准不确定度合成前,所有不确定度分量必须以(相对)标准不确定度表示建立合成标准不确定度的传播律。
计算合成标准不确定度标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-合成标准不确定度合成标准不确定度标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-合成标准不确定度合成标准不确定度注意:
注意:
CNAS-GL05CNAS-GL05:
20112011测量不确定度要求的实施指南测量不确定度要求的实施指南3.4.2对大部分检测工作(除涉及航天、航空、兴奋剂检测等特殊领域中要求较高的场合外),只要无明显证据证明某几个分量有强相关时,均可按不相关处理,如发现分量间存在强相关,如采用相同仪器测量的量之间,则尽可能改用不同仪器分别测量这些量使其不相关。
特别地,各个直接测量量xi彼此独立(即无相关性)时,y的合成标准不确定度可简化为:
当数学模型为时,y的合成标准不确定度为:
特别地,当各个当各个xxii的系数的系数aaii为为11时,y的合成合成标准不确定度为:
规则规则1:
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-合成标准不确定度合成标准不确定度标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-合成标准不确定度合成标准不确定度当数学模型为时,y的相对合成标准不确定度为:
特别地,当各个当各个xxii的指数的指数aaii为为11时,y的相对合成相对合成标准不确定度为:
规则规则2:
标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-合成标准不确定度合成标准不确定度习题:
假定假定xx11、xx22、xx33独立,已知独立,已知uucc(xx11)、uucc(xx22)、uucc(xx33),求,求uucc(yy)。
两边除以y标准不确定度分量评定标准不确定度分量评定-合成标准不确定度合成标准不确定度习习题题:
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- 关 键 词:
- 测量 不确定 评定