测量不确定度评定(很实用)PPT文档格式.ppt
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其其中中一一些些分分量量可可用用测测量量列列结结果果的的统统计计分分析析估估算算,并并用用实实验验标标准准偏偏差差表表征征。
另另一一些些分分量量则则可可用用基基于于经经验验或或其其它它信信息息的的假假定定概概率率分分布估算,也可用标准偏差表征。
布估算,也可用标准偏差表征。
注注33:
测测量量结结果果应应理理解解为为被被测测量量之之值值的的最最佳佳估估计计,而而所所有有的的不不确确定定度度分分量量均均贡贡献献给给了了分分散散性性,包包括括那那些些由由系系统统效应引起的(如与修正值和参考标准有关的)分量效应引起的(如与修正值和参考标准有关的)分量。
3测量不确定度测量不确定度n在不确定度的定义中的在不确定度的定义中的“被测量之值被测量之值”理解理解为为“测得值测得值”。
n“测得值测得值”有时也称为有时也称为“观测值观测值”。
是是指从一次观测中由测量仪器或量具的显指从一次观测中由测量仪器或量具的显示装置中所得到的单一值示装置中所得到的单一值。
一般地说,一般地说,它并不是测量结果。
它并不是测量结果。
422、什么叫测量结果、什么叫测量结果n定义:
由测量所得到的赋予被测量的值。
测量结果仅仅是被测量定义:
测量结果仅仅是被测量的最佳估计值,并非真值。
的最佳估计值,并非真值。
(完整表述测量结果时,必须附带其测完整表述测量结果时,必须附带其测量不确定度。
量不确定度。
)n测量结果是指对测得值经过恰当处理测量结果是指对测得值经过恰当处理(按一定的规则确定并剔除(按一定的规则确定并剔除测得值中的离群值)、测得值中的离群值)、修正修正(指必须加上由各种原因引起的必要(指必须加上由各种原因引起的必要的修正值或乘以必要的修正因子)的修正值或乘以必要的修正因子)或经过必要的计算而得到的最或经过必要的计算而得到的最后提供给用户的量值。
后提供给用户的量值。
(电阻率的测量电阻率的测量)n在对被测量进行测量时,最后给出的一个测量结果是被测量的最在对被测量进行测量时,最后给出的一个测量结果是被测量的最佳估计值(可能是单次测量的结果,也可能是重复条件下多次测佳估计值(可能是单次测量的结果,也可能是重复条件下多次测量的平均值),而量的平均值),而这里这里“被测量之值被测量之值”应理解为多个测量结果。
应理解为多个测量结果。
5测量结果与测量不确定度测量结果与测量不确定度n所谓多个测量结果,就是它不仅包所谓多个测量结果,就是它不仅包括通过测量得到的测量结果,还应括通过测量得到的测量结果,还应包括测量中没有得到但又可能出现包括测量中没有得到但又可能出现的测量结果的测量结果。
6测量结果与测量不确定度测量结果与测量不确定度n例如:
用一台电压表测量某一电压,且例如:
用一台电压表测量某一电压,且电压表读数不加修正值,若对于该测量电压表读数不加修正值,若对于该测量点电压表的最大允许误差为点电压表的最大允许误差为VV,用该用该电压表进行了电压表进行了2020次重复测量,则该次重复测量,则该2020个个读数的平均值就是测量结果,还可以由读数的平均值就是测量结果,还可以由它们得到测量结果的分散性。
它们得到测量结果的分散性。
7测量不确定度测量不确定度n测量不确定度是表征合理地赋予测量不确定度是表征合理地赋予“被测量之值被测量之值”的分散性,因此,的分散性,因此,不不确定度表示一个区间,即确定度表示一个区间,即“被测量被测量之值之值”可能分布区间可能分布区间。
这是测量不。
这是测量不确定度与误差的最根本的区别。
确定度与误差的最根本的区别。
833、什么叫测量误差?
、什么叫测量误差?
测量误差(简称为误差)的定义为:
“测量结果减去被测量的真值测量结果减去被测量的真值”误差应该是一个确定的值,是客观存在的测量误差应该是一个确定的值,是客观存在的测量结果与真值之间差。
结果与真值之间差。
但由于真值往往不知道,故误差无法准确得到。
9误差误差n虽然误差的概念早已出现,但在用传统虽然误差的概念早已出现,但在用传统方法对测量结果进行误差评定时,还存方法对测量结果进行误差评定时,还存在一些问题。
简单地说,大体上遇到在一些问题。
简单地说,大体上遇到两个方面的问题:
两个方面的问题:
逻辑概念上的问题和逻辑概念上的问题和评定方法的问题。
评定方法的问题。
10误差误差n我们把被测量在观测时所具有的大小称我们把被测量在观测时所具有的大小称为真值,因而只是一个理想的概念,只为真值,因而只是一个理想的概念,只有通过完善的测量才有可能得到真值。
有通过完善的测量才有可能得到真值。
但是任何测量都会存在缺陷,因而但是任何测量都会存在缺陷,因而真正真正完善的测量是不存在的,也就是说,严完善的测量是不存在的,也就是说,严格意义上的真值是无法得到格意义上的真值是无法得到的。
的。
11误差误差n根据误差的定义,要得到误差就必须知根据误差的定义,要得到误差就必须知道真值。
但真值由无法得到,因此,严道真值。
但真值由无法得到,因此,严格意义上的格意义上的误差也是无法得到的误差也是无法得到的。
n由于真值无法知道,在实际上误差的概由于真值无法知道,在实际上误差的概念只能用于已知约定真值的情况下念只能用于已知约定真值的情况下。
12误差误差n根据误差的定义,根据误差的定义,误差是一个差值误差是一个差值,它,它是测量结果与真值或约定真值之差。
是测量结果与真值或约定真值之差。
在在数轴上它表示为数轴上它表示为一个点一个点,而,而不是一个区不是一个区间或范围间或范围。
n既然是一个差值,就应该既然是一个差值,就应该是一个具有符是一个具有符号的量值号的量值。
既。
既不应当,也不可以不应当,也不可以“”号的形式表示号的形式表示。
13误差误差n严格意义上讲,过去通过误差分析得到严格意义上讲,过去通过误差分析得到测量结果的所谓测量结果的所谓“误差误差”,实际上并不,实际上并不是真正的误差,而是是真正的误差,而是被测量不能确定的被测量不能确定的范围,或者说是测量结果可能存在的最范围,或者说是测量结果可能存在的最大误差大误差。
14误差误差n在误差评定时,将误差划分为随机误差和系统在误差评定时,将误差划分为随机误差和系统误差两类。
误差两类。
n随机误差随机误差是是“测量结果与在重复性条件下,对测量结果与在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差值之差”注注11:
随机误差等于误差减去系统误差;
:
注注22:
因为只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值:
因为只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值15误差误差随机误差一般由许多微小变化的因素造成的,如:
随机误差一般由许多微小变化的因素造成的,如:
计量器具固有(基本)误差、环境条件偏离、人员读计量器具固有(基本)误差、环境条件偏离、人员读数微小因素数微小因素,其影响时而相加,时而相互抵消,时而这其影响时而相加,时而相互抵消,时而这个影响大一些,时而那个影响大一些,呈现随机性,个影响大一些,时而那个影响大一些,呈现随机性,表现在测量值上就是随机误差。
对于某一次测量而言,表现在测量值上就是随机误差。
对于某一次测量而言,随机误差的大小和符号都是不可预知的,而作为多次随机误差的大小和符号都是不可预知的,而作为多次测量总体而言,它服从一定的统计规律。
因此,可用测量总体而言,它服从一定的统计规律。
因此,可用数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。
数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。
16误差误差n系统误差系统误差定义为:
定义为:
“在重复性条件下,在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差果的平均值与被测量的真值之差”注注1:
1:
系统误差等于误差减去随机误差系统误差等于误差减去随机误差注注22:
如真值一样,系统误差及其原因不能完全获知。
对测量仪器而言,其系统误差也称为测量仪器的偏移:
对测量仪器而言,其系统误差也称为测量仪器的偏移。
计量检定中,标准器本身的误差将以固定不变的形式,传递给被计量检定中,标准器本身的误差将以固定不变的形式,传递给被检计量器具,所以标准器的误差此时称为系统误差。
检计量器具,所以标准器的误差此时称为系统误差。
17误差误差n随机误差用测量结果的标准偏差来表示,随机误差用测量结果的标准偏差来表示,如果有一个以上的随机误差分量,则将如果有一个以上的随机误差分量,则将它们按它们按方和根法方和根法进行合成,得到的结果进行合成,得到的结果称为总随机误差。
称为总随机误差。
184、测量误差与测量不确定度的主要区别序号测量误差测量不确定度1有正号或负号的量值,其值为测量结果减去被测量的真值。
无符号的参数,用标准差或标准差的倍数或置信区间的半宽表示2以真值为中心,说明测量结果与真值的差异程度。
(表明测量结果偏离真值)以测量结果为中心,评估测量结果与被测量【真】值相符合的程度。
(表明被测量值的分散性)3客观存在,不以人的认识程度而改变与人们对被测量、影响量及测量过程的认识有关19测量误差与测量不确定度的主要区别序号测量误差测量不确定度4由于真值未知,往往不能准确得到,当用约定真值代替真值时,可以得到其估计值可以由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定,从面是可以定量确定。
评定方法有A,B两类5按性质可分为随机误差和系统误差两类,按定义随机误差和系统误差都是无穷多次测量情况下的理想概念不确定度分量评定时一般不必区分其性质,若需要区分时应表述为:
“由随机效应引入的不确定度分量”和“由系统效应引入的不确定度分量”6已知系统误差的估计值时可以对测量结果进行修正,得到已修正的测量结果不能用不确定度对测量结果进行修正,在已修正测量结果的不确定度中应考虑修正不完善而引入的不确定度20二、测量不确定度评定与表示二、测量不确定度评定与表示n1、测量不确定度的来源测量不确定度的来源n22、测量不确定度的分类、测量不确定度的分类n33、测量不确定度的评定、测量不确定度的评定n44、测量结果及其不确定度的表示、测量结果及其不确定度的表示211、测量不确定度来源、测量不确定度来源对被测量的定义不完善;
对被测量的定义不完善;
复现测量的测量方法不理想;
抽抽样样的的代代表表性性不不够够,即即被被测测量量的的样本不能代表所定义的被测量样本不能代表所定义的被测量;
2211、测量不确定度来源、测量不确定度来源对对测测量量过过程程受受环环境境影影响响的的认认识识不不周周全全,或或对对环环境境条条件件的的测测量量与与控控制制不不完善;
完善;
对模拟仪器的读数存在人为偏差;
测量仪器的分辨力或鉴别力不够测量仪器的分辨力或鉴别力不够;
2311、测量不确定度来源、测量不确定度来源(77)赋予计量标准或标准物质的值不准;
)赋予计量标准或标准物质的值不准;
(88)引引用用于于数数据据计计算算的的常常量量或或其其它它参参量量不不准;
准;
(99)测测量量方方法法和和测测量量程程序序的的近近似似性性和和假假定定性;
性;
(1010)在在
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- 测量 不确定 评定 实用